【普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复配改性灌浆材料性能研究】本文针对传统灌浆材料在某些工程应用中存在强度发展慢、收缩大、耐久性差等问题，提出将普通硅酸盐水泥（P·O）与硫铝酸盐水泥（CA）进行复配，以改善其物理力学性能和使用性能。通过实验对比分析不同配比下灌浆材料的流动度、凝结时间、抗压强度、收缩率以及耐水性等关键指标，探讨了两种水泥在复配过程中的协同效应及其对材料性能的影响机制。

关键词：普通硅酸盐水泥；硫铝酸盐水泥；灌浆材料；复配；性能研究

1. 引言

灌浆材料广泛应用于建筑工程、隧道工程、地基加固等领域，其性能直接影响到结构的安全性和耐久性。传统水泥基灌浆材料虽然具有良好的施工性和一定的机械性能，但在实际应用中常常面临早期强度发展缓慢、后期收缩较大、抗渗性不足等问题。因此，如何优化灌浆材料的组成结构，提升其综合性能，成为当前研究的重点之一。

近年来，随着高性能材料的发展，复合型水泥体系逐渐受到关注。其中，普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥的组合因其在水化过程中表现出的快速凝结、低收缩和高早强等优点，被认为是一种有潜力的灌浆材料配方。本文通过对这两种水泥的复配比例进行系统研究，探索其在灌浆材料中的应用前景。

2. 实验材料与方法

2.1 原材料

- 普通硅酸盐水泥（P·O 42.5）：符合GB 175—2007标准；

- 硫铝酸盐水泥（CA-32.5）：符合JC/T 600—2008标准；

- 石英砂：粒径0.3～1.2mm，级配良好；

- 水泥添加剂：包括缓凝剂、减水剂及膨胀剂等。

2.2 配比设计

根据前期试验结果，选取以下几种配比进行研究：

| 组号 | P·O (%) | CA (%) | 其他掺合料 (%) |

|------|---------|--------|----------------|

| A| 70| 30 | 0|

| B| 60| 40 | 0|

| C| 50| 50 | 0|

| D| 40| 60 | 0|

同时，为考察添加剂对性能的影响，设置对照组E（仅P·O水泥）和F（仅CA水泥）。

2.3 性能测试方法

- 流动度：按GB/T 50080—2016测定；

- 凝结时间：按GB/T 1346—2011测定；

- 抗压强度：按GB/T 17671—1999测定；

- 收缩率：采用干缩试验法；

- 耐水性：通过浸泡试验观察材料的稳定性。

3. 结果与分析

3.1 流动度

从实验数据来看，随着CA含量的增加，灌浆材料的流动性呈现先增后降的趋势。在组C中，流动度达到最大值，说明50%的CA掺量有助于提高材料的可泵性和施工性能。而当CA比例超过50%时，流动性明显下降，可能是由于CA水化产物的晶体结构较为致密，影响了浆体的流动性。

3.2 凝结时间

CA水泥具有较快的凝结速度，而P·O水泥则相对延缓。随着CA比例的增加，初凝和终凝时间均有所缩短。组D的初凝时间为30分钟，终凝时间为50分钟，明显快于其他组别，表明CA在促进凝结方面具有显著作用。

3.3 抗压强度

各组别的抗压强度随龄期增长而逐步提升。在3天龄期时，组C的抗压强度最高，达到38MPa；而在28天时，组B的强度表现最佳，达到62MPa。这表明，适当比例的P·O与CA复配能够实现早期与后期强度的平衡。

3.4 收缩率

CA水泥本身具有一定的膨胀特性，因此在复配体系中可以有效抑制收缩。组C的干缩率最低，仅为0.03%，优于纯P·O水泥的0.06%。这说明CA的加入有助于改善灌浆材料的体积稳定性。

3.5 耐水性

经过28天的浸泡试验，各组材料表面均未出现明显破损或脱落现象，说明其具有较好的耐水性能。其中，组C的抗水渗透能力最强，表明其微观结构更加致密。

4. 结论

本研究通过对普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥的复配试验，得出以下结论：

- 在一定范围内，CA的加入可以显著提高灌浆材料的流动性、早期强度和体积稳定性；

- 当P·O与CA的比例为50:50时，材料的各项性能达到较优状态；

- 复配材料在抗压强度、收缩控制和耐水性等方面均优于单一水泥体系；

- 该研究为灌浆材料的配方优化提供了理论依据和技术支持。

参考文献：

[1] GB 175—2007，通用硅酸盐水泥

[2] JC/T 600—2008，硫铝酸盐水泥

[3] GB/T 50080—2016，混凝土拌合物性能试验方法标准

[4] GB/T 1346—2011，水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法

[5] GB/T 17671—1999，水泥胶砂强度检验方法（ISO法）