2.3水化程度

通過TG-DTG程度對比(bi)分(fen)(fen)析(xi)60 d齡(ling)期時2種環境條件下(xia)水(shui)(shui)泥水(shui)(shui)化(hua)(hua)，熱重分(fen)(fen)析(xi)結(jie)果(guo)圖6和表4所示。化(hua)(hua)學(xue)結(jie)合水(shui)(shui)和氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈣(gai)的(de)含(han)量(liang)可以直觀地反映水(shui)(shui)化(hua)(hua)速(su)率和水(shui)(shui)化(hua)(hua)程度。如表4所示，經過強(qiang)紫外(wai)線(xian)照射后，各組樣(yang)品的(de)化(hua)(hua)學(xue)結(jie)合水(shui)(shui)含(han)量(liang)和氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈣(gai)含(han)量(liang)呈下(xia)降趨勢，這是因為強(qiang)紫外(wai)線(xian)照射下(xia)樣(yang)品中的(de)自由水(shui)(shui)會(hui)更(geng)快地蒸發(fa)，最終導致水(shui)(shui)化(hua)(hua)程度降低。此外(wai)，對比(bi)2種環境下(xia)的(de)碳(tan)(tan)酸鈣(gai)含(han)量(liang)發(fa)現，強(qiang)紫外(wai)輻(fu)射會(hui)促進(jin)水(shui)(shui)泥石的(de)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)。熱重分(fen)(fen)析(xi)結(jie)果(guo)與已有的(de)研究結(jie)果(guo)相似。

圖6水泥石(shi)的熱重分(fen)析曲線

(a)JZ試(shi)(shi)驗(yan)(yan)組；(b)SRA1試(shi)(shi)驗(yan)(yan)組

表4水(shui)泥(ni)凈漿樣(yang)品的化(hua)(hua)學結合水(shui)和(he)氫氧化(hua)(hua)鈣質量分數

同時(shi)，有文(wen)獻(xian)表(biao)(biao)明(ming)SRA會抑制水泥的(de)(de)早期(qi)(qi)水化進(jin)程(cheng)，但(dan)本研究的(de)(de)結果表(biao)(biao)明(ming)，60 d齡(ling)期(qi)(qi)時(shi)含(han)(han)有SRA的(de)(de)樣(yang)品中的(de)(de)氫氧化鈣的(de)(de)總含(han)(han)量(liang)及化學結合水的(de)(de)含(han)(han)量(liang)與基準(zhun)組(JZ)相(xiang)當，說明(ming)SRA對(dui)水泥石的(de)(de)后期(qi)(qi)水化程(cheng)度沒有影(ying)響(xiang)，這與BENTZ等的(de)(de)研究結果一致(zhi)。

2.4孔隙結構

孔(kong)(kong)(kong)隙結構的(de)研究(jiu)和(he)分析(xi)對水泥(ni)(ni)基材料的(de)體積穩定性具有(you)重要意(yi)義。采用壓汞法測試了2種環境下水泥(ni)(ni)石的(de)孔(kong)(kong)(kong)隙結構，圖7和(he)表5顯示每組(zu)水泥(ni)(ni)凈漿的(de)總孔(kong)(kong)(kong)隙率和(he)孔(kong)(kong)(kong)徑分布。

 圖(tu)7水泥凈漿樣(yang)品在60 d齡(ling)期時的孔(kong)隙分(fen)布

表5水(shui)泥凈(jing)漿(jiang)樣品孔隙的(de)單位(wei)汞(gong)侵入(ru)量和百分比

由圖7和表5可以看出：強紫外(wai)(wai)線(xian)輻射(she)使各組樣品的(de)(de)(de)總孔(kong)(kong)隙率、介孔(kong)(kong)率(2～50 nm)及大(da)孔(kong)(kong)率(尤其是200 nm以上的(de)(de)(de)孔(kong)(kong))增(zeng)加，由于彎月面(mian)的(de)(de)(de)表面(mian)張力效應，介孔(kong)(kong)的(de)(de)(de)毛細管(guan)產生更高的(de)(de)(de)毛細管(guan)應力，導致(zhi)暴露在強紫外(wai)(wai)輻射(she)環(huan)境中的(de)(de)(de)水(shui)泥石(shi)產生更大(da)的(de)(de)(de)干燥(zao)收縮。同時，經過強紫外(wai)(wai)線(xian)照射(she)后，樣品中大(da)于200 nm的(de)(de)(de)孔(kong)(kong)隙比例增(zeng)加。這是由于強紫外(wai)(wai)線(xian)輻射(she)環(huan)境下，水(shui)泥凈漿的(de)(de)(de)水(shui)化程度降低及水(shui)分(fen)散(san)失增(zeng)加導致(zhi)的(de)(de)(de)。

此外，摻(chan)(chan)入(ru)SRA對(dui)樣(yang)品(pin)的(de)(de)總(zong)孔(kong)(kong)隙率沒有顯(xian)著(zhu)影響，但(dan)降(jiang)低了(le)(le)與(yu)(yu)收(shou)縮密切(qie)相(xiang)關的(de)(de)介(jie)孔(kong)(kong)率(＜50 nm)。值得(de)注意的(de)(de)是，SRA試驗組樣(yang)品(pin)的(de)(de)介(jie)孔(kong)(kong)率大小關系(SRA-UV＞SRA-N)與(yu)(yu)干(gan)縮值大小關系(SRA-N＞SRA-UV)不一致(zhi)，說明(ming)介(jie)孔(kong)(kong)率不能作為(wei)評(ping)判(pan)SRA減縮效果的(de)(de)唯一指標，可能還受到(dao)SRA對(dui)孔(kong)(kong)隙溶(rong)液表面張力的(de)(de)影響。同時，由于減縮劑(ji)使(shi)水(shui)泥(ni)早期水(shui)化(hua)(hua)速(su)度(du)減慢，未參與(yu)(yu)水(shui)泥(ni)水(shui)化(hua)(hua)的(de)(de)自由水(shui)相(xiang)對(dui)較(jiao)多，漿(jiang)體硬化(hua)(hua)與(yu)(yu)微結構形成(cheng)減慢，SRA的(de)(de)摻(chan)(chan)入(ru)提高了(le)(le)水(shui)泥(ni)凈漿(jiang)中(zhong)的(de)(de)大孔(kong)(kong)比例。這表明(ming)，盡管SRA能夠明(ming)顯(xian)降(jiang)低水(shui)泥(ni)石的(de)(de)干(gan)燥收(shou)縮，但(dan)不能忽視其加(jia)速(su)水(shui)泥(ni)石水(shui)分(fen)散(san)失所導致(zhi)的(de)(de)結構劣化(hua)(hua)問題。

2.5表面張力

據以往(wang)研究，SRA在水泥基(ji)材料表(biao)面(mian)的吸(xi)附率通常在10%以下，90%以上(shang)的SRA分子溶于溶劑中(包含吸(xi)附在氣液界面(mian)上(shang)的部(bu)分)。因此(ci)，SRA減(jian)縮的理(li)論(lun)基(ji)礎主要是(shi)毛細管張(zhang)力理(li)論(lun)。為了(le)進一步探索減(jian)縮劑在強(qiang)紫(zi)外線輻射環境(jing)下的作用機理(li)，測試(shi)了(le)減(jian)縮劑溶液的初始表(biao)面(mian)張(zhang)力，以及溶液經過(guo)3種(zhong)不同環境(jing)(N，UV，B)處理(li)7 d后的表(biao)面(mian)張(zhang)力。試(shi)驗結(jie)果(guo)如圖8所(suo)示。

圖(tu)8不同質量濃度的減縮劑溶液的表面張力

經(jing)過不同的(de)(de)(de)環境處理后，減(jian)縮(suo)(suo)劑(ji)(ji)溶(rong)液的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)張力(li)(li)都有一(yi)(yi)定(ding)程(cheng)度(du)的(de)(de)(de)降(jiang)低(di)。標準(zhun)干燥環境對溶(rong)液表(biao)面(mian)張力(li)(li)的(de)(de)(de)影(ying)響非常小，可以(yi)忽略不計。對比曲(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian)N-7 d和曲(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian)B-7 d發現，溫(wen)度(du)效應(ying)促(cu)使減(jian)縮(suo)(suo)劑(ji)(ji)溶(rong)液表(biao)面(mian)張力(li)(li)降(jiang)低(di)。根據(ju)表(biao)面(mian)物(wu)理化學相關(guan)理論，這(zhe)是(shi)因(yin)為溫(wen)度(du)升高(gao)(gao)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)了表(biao)面(mian)分子(zi)的(de)(de)(de)遷移性。在溫(wen)度(du)效應(ying)的(de)(de)(de)基礎上，強紫(zi)(zi)外線(xian)(xian)(xian)輻(fu)射(she)進(jin)一(yi)(yi)步(bu)促(cu)使減(jian)縮(suo)(suo)劑(ji)(ji)溶(rong)液表(biao)面(mian)張力(li)(li)降(jiang)低(di)。根據(ju)強紫(zi)(zi)外線(xian)(xian)(xian)輻(fu)射(she)的(de)(de)(de)“光化學反應(ying)”理論，以(yi)及(ji)水(shui)(shui)(shui)泥(ni)石的(de)(de)(de)質量(liang)損失結果，可以(yi)得出以(yi)下(xia)結論：在排(pai)除溫(wen)度(du)效應(ying)的(de)(de)(de)情況下(xia)，強紫(zi)(zi)外線(xian)(xian)(xian)輻(fu)射(she)加(jia)(jia)(jia)速(su)了水(shui)(shui)(shui)分的(de)(de)(de)蒸發，提高(gao)(gao)了水(shui)(shui)(shui)泥(ni)石孔(kong)隙(xi)溶(rong)液中SRA的(de)(de)(de)濃度(du)，進(jin)一(yi)(yi)步(bu)降(jiang)低(di)了孔(kong)溶(rong)液的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)張力(li)(li)。SRA降(jiang)低(di)水(shui)(shui)(shui)泥(ni)基材料線(xian)(xian)(xian)性變形的(de)(de)(de)能力(li)(li)與其降(jiang)低(di)水(shui)(shui)(shui)泥(ni)基體系(xi)孔(kong)隙(xi)溶(rong)液表(biao)面(mian)張力(li)(li)的(de)(de)(de)能力(li)(li)成(cheng)正比。因(yin)此，強紫(zi)(zi)外線(xian)(xian)(xian)輻(fu)射(she)使水(shui)(shui)(shui)泥(ni)石孔(kong)隙(xi)溶(rong)液的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)張力(li)(li)進(jin)一(yi)(yi)步(bu)降(jiang)低(di)，是(shi)SRA減(jian)縮(suo)(suo)效果提高(gao)(gao)的(de)(de)(de)重要原因(yin)。此外，隨著SRA摻量(liang)的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)，強紫(zi)(zi)外線(xian)(xian)(xian)輻(fu)射(she)促(cu)進(jin)溶(rong)液表(biao)面(mian)張力(li)(li)降(jiang)低(di)的(de)(de)(de)作用減(jian)弱，所(suo)以(yi)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)減(jian)縮(suo)(suo)劑(ji)(ji)摻量(liang)對于提高(gao)(gao)其在此類環境下(xia)的(de)(de)(de)減(jian)縮(suo)(suo)效果有一(yi)(yi)定(ding)限制。

3結論

1)強紫外(wai)線輻射環(huan)境導致水泥石(shi)試(shi)件的(de)(de)干縮變(bian)(bian)形(xing)(xing)和質(zhi)量(liang)損(sun)失增(zeng)(zeng)加(jia)。總(zong)的(de)(de)來說，在標(biao)準干燥(zao)環(huan)境與(yu)強紫外(wai)線輻射環(huan)境下，水泥石(shi)的(de)(de)干燥(zao)收縮率隨質(zhi)量(liang)損(sun)失的(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)而增(zeng)(zeng)加(jia)。然而，強紫外(wai)線輻射對(dui)水泥石(shi)質(zhi)量(liang)損(sun)失和干縮變(bian)(bian)形(xing)(xing)的(de)(de)加(jia)速并不同步(bu)，干縮變(bian)(bian)形(xing)(xing)的(de)(de)變(bian)(bian)化滯后于質(zhi)量(liang)損(sun)失，這與(yu)水分蒸發(fa)過程(cheng)引(yin)起(qi)的(de)(de)水化進(jin)程(cheng)以及孔(kong)結構變(bian)(bian)化有關(guan)。

2)強紫(zi)外線輻射(she)環境對不同組(zu)分水泥石(shi)干(gan)縮(suo)變形的影響不同。與基準組(zu)相比，SRA試驗組(zu)的干(gan)縮(suo)值極(ji)大程度降低。然(ran)而，SRA促(cu)進(jin)了水泥石(shi)的水分散失，增大了水泥石(shi)體系中大于(yu)200 nm的大孔比例，由此(ci)帶(dai)來的結構(gou)劣(lie)化問題(ti)不可忽視。

3)強紫外線(xian)(xian)輻(fu)射對水(shui)(shui)泥(ni)水(shui)(shui)化(hua)過(guo)程有(you)不利影響。早期(qi)(qi)快速(su)失(shi)水(shui)(shui)導致(zhi)水(shui)(shui)化(hua)程度降(jiang)低，長期(qi)(qi)快速(su)失(shi)水(shui)(shui)及(ji)較大(da)的收縮使漿體內(nei)部(bu)孔隙率及(ji)孔結構發生變化(hua)，存在更多(duo)毛細孔，小于50 nm的孔體積(ji)增加(jia)，這可能是強紫外線(xian)(xian)輻(fu)射環境下水(shui)(shui)泥(ni)石干縮變形增大(da)的主要原因。

4)介孔(kong)(kong)率(lv)(lv)不能作為評判SRA減(jian)(jian)縮(suo)(suo)效(xiao)果(guo)的(de)(de)唯一(yi)指標，SRA對孔(kong)(kong)隙溶(rong)液表面(mian)張力(li)的(de)(de)影響也很重(zhong)要(yao)。減(jian)(jian)縮(suo)(suo)劑(ji)(ji)的(de)(de)摻(chan)入(ru)降低(di)了與收(shou)縮(suo)(suo)密切相關(guan)的(de)(de)介孔(kong)(kong)率(lv)(lv)(＜50 nm)；然而，SRA試驗組的(de)(de)介孔(kong)(kong)率(lv)(lv)與干縮(suo)(suo)值(zhi)的(de)(de)關(guan)系并不呈線性關(guan)系。強紫外線輻射(she)的(de)(de)“光(guang)化(hua)學反應”使孔(kong)(kong)溶(rong)液中(zhong)減(jian)(jian)縮(suo)(suo)劑(ji)(ji)的(de)(de)濃度增加，溶(rong)液的(de)(de)表面(mian)張力(li)進(jin)一(yi)步降低(di)，是減(jian)(jian)縮(suo)(suo)劑(ji)(ji)的(de)(de)減(jian)(jian)縮(suo)(suo)效(xiao)果(guo)在強紫外線輻射(she)環境(jing)下提(ti)升的(de)(de)重(zhong)要(yao)原因(yin)。需(xu)要(yao)注意的(de)(de)是，這種增強作用隨著減(jian)(jian)縮(suo)(suo)劑(ji)(ji)摻(chan)量(liang)的(de)(de)增加會受到限制。