摘要：快速水泥修补材料可实现对工程混凝土的快速修补，能够快速提高其早期强度，同时可改善其黏结耐久性、流动性、体积稳定性等性能。本文通过制作两种不同配合比早强复合混凝土与C40普通混凝土试验试件，并对其进行力学性能和收缩性能试验进行对比分析。
0 引言
如今我国经济建设发展速度迅猛，超级工程建设需要在严苛的外部环境条件下进行建设施工，因此对建筑工程和混凝土道路，量提出了更高的标准。当前工程中最基础的构造材料是水泥混凝土，在环境和荷载长期作用于构件时，其混凝土结构会产生不同程度的破坏，如开裂、碳化、缺损或者冻胀等病[1],此时需要对混凝土结构进行及时修补，才能保证建筑工程的正常使用，在进行修补、加固时，均需要混凝土较快硬化并承载[2-3]，因此，本文通过选用硫铝酸盐水泥作为快速修补材料的主要胶凝材料，并以复合外加剂作为功能小料 ，通过系统试验成功配制出具有较高早期强度的混凝土修补材料。
1试验
1.1试验原料
水泥：山东永正水泥P.O42.5普通硅酸盐水泥；
修补材料胶凝材料以及功能小料：42.5硫铝酸盐水泥，中国北极熊水泥集团有限公司生产；石膏：山东隆琪化工有限公司生产；聚羧酸减水剂：瑞士西卡化工有限公司生产；硼酸、消泡剂：郑州明瑞化工产品有限公司生产，分析纯（AR）；碳酸锂，郑州力迈化工有限公司生产，分析纯（AR），水泥的化学成分和性能分别见表1和表2.
粗集料：选择5~20mm级配碎石和21~31.5级配碎石；
细集料：选择通过2.36~0.15筛孔的细集料，其模数为2.37；
粉煤灰：选择一级粉煤灰；
水：自来水。
1.2 配合比确定
在实际工程应用中，以普通硅酸盐水泥为胶凝材料的混凝土往往没有早期强度的性能，为了提高混凝土的早期强度往往添加一定比例的硫铝酸盐水泥，来提高整个反应体系的早期水化进程，因此，通过大量的基础探索试验，初步确定QCRM修补材料胶凝材料以及功能小料配比见表1
表1 QCRM修补材料配合比
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调整配合比后复核强度，C40普通混凝土选取水泥P.O42.5水泥，QCRM早强复合混凝土I\Ⅱ在上述C40混凝土配合比基础上分别掺加QCRM I\Ⅱ修补材料，掺量为10%，混凝土试件尺寸选择为150mm×150mm×150mm的正方体，根据标准制作试件，在环境温度为20±2℃且相对湿度在95%以上的养护室进行养护，且进行编号。最终确定配合比如下表1.2所示，
表2 配合比试验方案
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2.力学性能试验
根据试验方法标准规定，在龄期为4h、1d、7d、28d时测量其复合混凝土抗折强度，在龄期为7d、28d时测量C40混凝土抗折强度，抗压抗折强度结果见下表5
表3 抗折抗压强度结果
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注：抗压强度、抗折强度单位为MPa
根据表格3分析可以看出，当龄期位4h以及1d的时候，普通的C40混凝土并没有产生强度，而此时，QCRM混凝土已经产生了较高的强度，其2h的强度已经达到了普通混凝土7d的强度，1d的强度已经达到了最终强度的90%左右，并且在后期，QCRM混凝土的强度不会倒缩，不会因为前期强度过高而引起后期收缩的现象，可以避免工程事故的发生。
3.收缩性能试验
通过上述力学性能试验，确定了早强复合混凝土（简称QCRM）具有很好的早期强度，且在后期强度发展过程中，QCRM混凝土的强度不会倒缩现象，在实际工程应用中，往往会面临混凝土养护条件的不同，以及为了降低成本而掺加粉煤灰等矿物掺合料，且为了探究QCRM混凝土的收缩性能，本试验选用自然养护以及标准养护条件以及不同掺量的粉煤灰作为控制因素，对QCRM混凝土进行系统试验。
表4 收缩试验试件表
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根据相关试验方法的规定进行试验，分别测量早强复合混凝土试件在不同养护条件与不同掺量粉煤灰条件下在1d、7d、28d、60d、120d、150d龄期时的收缩变形量，取六个试件的平均值为计算结果，然后通过公式计算相对应的收缩率，试验结果见表5
表5 收缩率
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由表7可知，在混凝土不同强度发展龄期内，标准养护试件的收缩率始终小于自然养护条件下的试件，在标准养护条件下，早强复合混凝土Ⅰ、Ⅱ型的各龄期收缩率均比C40混凝土要大，对混凝土收缩率而言，其自然条件的影响是显著的。在自然养护条件下，的复合混凝土Ⅰ、Ⅱ型120d收缩率要大于复合混凝土Ⅰ、Ⅱ型标准养护条件下的收缩率分别为35×10-6、60×10-6，由此可知对于早强复合混凝土而言，自然养护条件下比标准养护条件下收缩率要大，且相比于C40混凝土，在标准养护条件下，早强复合混凝土各强度发展龄期收缩率较大。
4结论
通过测定QCRM复合混凝土和C40普通混凝土的力学性能，QCRM复合混凝土2h的强度已经达到了普通混凝土7d的强度，1d的强度已经达到了最终强度的90%左右，且QCRM混凝土的强度不会倒缩，由此可知，复合混凝土早期有较高的早期强度，可通过这一技术措施投入混凝土修复工程。
参考文献
[1]姚文杰,庞建勇,姚韦靖.聚丙烯纤维喷射混凝土力学性能试验研究[J].混凝土与水泥制品,2016(4):60-62.
[2]刘桐,张继红,刘友忠,等.PVA 纤维增强水泥基复合材料力学性能研究[J].混凝土与水泥制品,2016(4):63-65.
[3]高妮,喻刚强,赵亚丽,等.玻璃纤维与聚合物复掺改性水泥砂浆的研究[J].混凝土与水泥制品,2016(3):53-57