2結果與討論

2.1質(zhì)量損失

圖2為不同組分水泥石暴露在標準干燥環(huán)境和強紫外線(xiàn)輻射環(huán)境下的質(zhì)量損失變化規律。結果表明：隨著(zhù)齡期的延長(cháng)，各組試樣的質(zhì)量損失率逐漸增大。其中，質(zhì)量損失率在3～21 d內迅速增長(cháng)，21 d后增長(cháng)速率放緩并在60 d齡期后趨于穩定。這是由于隨著(zhù)齡期延長(cháng)，水泥石體系結構趨于穩定，水分遷移困難。

圖2水泥石的質(zhì)量損失率

(a)JZ試驗組；(b)SRA1試驗組；(c)SRA2試驗組；(d)SRA3試驗組

暴露在強紫外線(xiàn)輻射環(huán)境中的各組試樣的質(zhì)量損失率均明顯大于標準干燥環(huán)境中試樣的質(zhì)量損失率。在3～21 d齡期內，各組試樣在強紫外線(xiàn)輻射環(huán)境中的質(zhì)量損失增長(cháng)速率明顯大于其在標準干燥環(huán)境中的質(zhì)量損失增長(cháng)速率。以基準組(JZ)為例，強紫外線(xiàn)輻射環(huán)境下水泥石在18 d齡期時(shí)的質(zhì)量損失率達到標準干燥環(huán)境下水泥石在60 d齡期時(shí)的質(zhì)量損失率(穩定值)，并最終在90 d齡期時(shí)，JZ-UV組的質(zhì)量損失率達到了JZ-N組的1.5倍。這是強紫外線(xiàn)輻射的“光化學(xué)作用”引起的。當水分子吸收光子后，內部的電子會(huì )發(fā)生能級躍遷，形成不穩定的激發(fā)態(tài)，并發(fā)生離解反應，使H—O鍵斷裂生成H+和HO-，從而加速水分子的運動(dòng)，促進(jìn)了水泥石表面的干燥，增大了水泥石體系內部與外部環(huán)境的濕度梯度，導致水泥石中的水分快速散失。

對比2種環(huán)境下基準組(JZ)與SRA試驗組的質(zhì)量損失率?？梢钥闯?，強紫外線(xiàn)輻射導致的JZ組、SRA1組以及SRA2組的質(zhì)量損失率的增長(cháng)幅度相當，而SRA3組的質(zhì)量損失的增長(cháng)幅度明顯小于其他試驗組。同時(shí)，SRA的摻入增大了水泥石的質(zhì)量損失率，且隨著(zhù)SRA摻量的增加，水泥石的質(zhì)量損失率也隨之增加。造成水泥石水分散失增大的因素如下：1)SRA有效降低孔隙溶液的表面張力使水分散失相對容易；2)SRA的加入使水泥試件的開(kāi)口孔隙或孔隙水易蒸發(fā)的孔隙類(lèi)型增多；3)當干縮變形由毛細管張力機理主導(環(huán)境相對濕度大于50%)時(shí)，孔溶液表面張力越低，保持飽和的最小孔徑越小，體系失水越多。

2.2干燥收縮

圖3為不同組分水泥石暴露在標準干燥環(huán)境和強紫外線(xiàn)輻射環(huán)境下的干燥收縮變化規律。結果表明：各組試樣的干燥收縮和質(zhì)量損失率呈現出相似的趨勢，均隨暴露齡期延長(cháng)而增大并在60 d齡期后趨于穩定。為了進(jìn)一步分析水泥石干縮值隨齡期的變化關(guān)系，將試樣齡期分為7個(gè)區間，計算各齡期區間內干縮變形變化量與區間長(cháng)度(d)的比值，即為試樣在該區間內的干縮速率，計算結果如圖4所示。3～21 d齡期內較大，21 d齡期后逐漸放緩并在42 d趨于穩定。

圖3水泥石的干燥收縮

(a)JZ試驗組；(b)SRA1試驗組；(c)SRA2試驗組；(d)SRA3試驗組

圖4水泥石的干縮變形變化速率

(a)標準干燥環(huán)境；(b)強紫外線(xiàn)輻射環(huán)境

比較2種環(huán)境下各組試樣的干縮變形變化規律，發(fā)現基準組與SRA試驗組呈現出不一樣的變化趨勢。由圖4可知，在強紫外線(xiàn)輻射環(huán)境下，基準組(JZ)在3～21 d齡期內的干縮速率遠高于其在標準干燥環(huán)境下的干縮速率，最終表現為JZ組在強紫外線(xiàn)輻射環(huán)境下的干縮變形增加，說(shuō)明在溫度和濕度一致的條件下，強紫外線(xiàn)輻射會(huì )增大水泥石的干縮變形。

由圖3可知，強紫外線(xiàn)輻射環(huán)境下水泥石在34 d齡期時(shí)的干縮變形值達到了標準干燥環(huán)境下水泥石在60 d齡期時(shí)的干縮變形值(穩定值)。然而，這與質(zhì)量損失的發(fā)展并不同步，說(shuō)明暴露養護早期強紫外線(xiàn)輻射引起的水分蒸發(fā)主要來(lái)自較大的孔隙，這部分孔隙水的散失不會(huì )引起毛細管壓力，因此沒(méi)有出現明顯的干縮變形。隨著(zhù)暴露齡期的延長(cháng)，經(jīng)過(guò)強紫外線(xiàn)照射的水泥石體系中的自由水被大量消耗，毛細孔水和凝膠水開(kāi)始失去，毛細管彎月面形成，加之水化反應減慢及水分散失留下較多的毛細孔，強紫外線(xiàn)輻射環(huán)境下水泥石的干縮變形迅速增加。

與基準組(JZ)不同，強紫外線(xiàn)輻射導致的SRA試驗組干縮速率的增長(cháng)僅體現在3～7 d齡期內。與JZ組相比，SRA試驗組在強紫外線(xiàn)輻射環(huán)境中的干縮變形沒(méi)有明顯增長(cháng)。此外，隨著(zhù)SRA摻量的降低，強紫外線(xiàn)輻射導致的水泥石干縮變形的增長(cháng)幅度減小。其中，SRA1組在強紫外線(xiàn)輻射下的干縮變形小于其在標準干燥環(huán)境下的干縮變形；SRA2組在強紫外線(xiàn)輻射下的干縮變形與其在標準干燥環(huán)境下的相當；SRA3組在強紫外線(xiàn)輻射下的干縮變形大于其在標準干燥環(huán)境下的干縮變形。

為了進(jìn)一步分析SRA試驗組在2種環(huán)境下干縮變形隨摻量變化的規律，計算了SRA試驗組相對于基準組的干縮降低率，即減縮率。計算結果如圖5所示：在試驗齡期內，摻加SRA的水泥石在強紫外線(xiàn)輻射環(huán)境下的減縮率維持在相對穩定的水平；14 d齡期后，相同摻量的SRA試驗組在強紫外線(xiàn)輻射環(huán)境下的減縮率逐漸接近并最終超過(guò)其在標準干燥環(huán)境下的減縮率。然而，隨著(zhù)減縮劑摻量的增加，強紫外線(xiàn)輻射環(huán)境下減縮率的提升幅度受到限制。具體而言，SRA摻量為3%時(shí)，減縮效果的提升幅度非常微弱。這也導致了在強紫外線(xiàn)輻射下，SRA試驗組的干縮變形增長(cháng)幅度隨著(zhù)摻量變化呈現出不同的規律。

圖5摻加SRA的水泥石在不同齡期的減縮率

結合水泥石質(zhì)量損失的結果，發(fā)現強紫外線(xiàn)輻射導致水泥石體系失去更多水分，從而增加了孔隙溶液中的SRA濃度，進(jìn)而提高其減縮效果。然而，SRA3組的質(zhì)量損失率增長(cháng)幅度較小，孔隙溶液中SRA濃度的增加幅度也較小，因此減縮效果的提升幅度相對較小。此外，減縮劑的臨界濃度(CMC)也是限制較大摻量SRA的減縮效果進(jìn)一步提升的原因。當減縮劑摻量較小時(shí)，孔隙溶液中的SRA濃度增加將提高SRA的減縮效果；當減縮劑摻量較大時(shí)，孔隙溶液中的SRA濃度將超過(guò)臨界濃度(CMC)，過(guò)量的SRA分子在水中形成膠束，無(wú)法繼續降低孔隙溶液的表面張力。

從圖3中可以觀(guān)察到，隨著(zhù)齡期的延長(cháng)，干縮曲線(xiàn)SRA2-UV逐漸接近于干縮曲線(xiàn)SRA3-UV，而SRA3-UV的干縮值沒(méi)有進(jìn)一步降低。這表明上述分析是合理的。在強紫外線(xiàn)輻射下，當減縮劑的摻量超過(guò)3%時(shí)，其孔隙溶液中的SRA濃度超過(guò)臨界濃度(CMC)，進(jìn)一步增大摻量不能增強SRA在該應用環(huán)境中的減縮效果。