用于水稳碎石的硫铝酸盐水泥性能调控与作用机理研究

作者：杜银飞; 王顺归; 薛智博; 马聪

来源：铁道科学与工程学报, 2023, 20(06): 2121-2130.

DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20221200

• 水泥稳定碎石
• 修补
• 硫铝酸盐水泥
• 凝结时间
• 早期强度
• 水化

为了缩短水泥稳定碎石的养生时间，达到快速开放交通的要求，研究了复合缓凝剂和复合早强剂对硫铝酸盐水泥凝结时间、早期强度和泌水量的影响。结果发现，复合缓凝剂能够有效延长硫铝酸盐水泥的凝结时间，但会增加水泥的泌水量和降低其早期强度，复合早强剂的对硫铝酸盐水泥的影响与之相反，进而得到了适用于水泥稳定碎石的复合缓凝剂和复合早强剂的最佳掺量分别为：聚羧酸减水剂(0.4%)、硼砂(0.6%)、碳酸锂(0.25%)和甲酸钙(0.6%)。在此基础上，采用等温量热法、X射线衍射分析(XRD)和扫描电镜(SEM)试验研究了复合缓凝剂和复合早强剂对硫铝酸盐水泥水化的影响。研究结果表明：单掺复合缓凝剂会延缓硫铝酸盐水泥的早期水化速率，对硫铝酸盐水泥水化程度影响较小。硼砂和Ca2+离子形成络合物包裹在水泥颗粒周围，阻碍水分子及离子的扩散，抑制钙钒石(AFt)的生成，且会导致硫铝酸盐水泥产生较多的微裂缝。复掺复合缓凝剂和早强剂，Li+能加速水泥颗粒表面水保护膜的破裂，HCOO-能提高水泥水化整体的碱度并促进AFt和铝胶的生成，能有效的减弱单掺复合缓凝剂所产生的负面影响，并且增加硫铝酸盐水泥的水化程度。论文提出的复掺复合缓凝剂和早强剂型硫铝酸盐水泥可以用于制备超早强水泥稳定碎石，满足水泥稳定基层重铺时快速开放交通的目的。

• 单位
  土木工程学院; 深圳大学; 中南大学