0 引言

在水工大體積混凝土中適當外摻特制的輕燒氧化鎂（ MgO） ,可以補償混凝土的收縮變形，提高混凝土自身的抗裂能力，從而達到簡化大體積混凝土溫控措施、加快施工進度和節省工程投資的目的[1].目前，確定水工大體積混凝土中 MgO 極限摻量可參照的國家標準為GB\ue4d4T 750-1992《水泥壓蒸安定性試驗方法》。該方法采用水泥凈漿作為壓蒸試件，以壓蒸膨脹率 0.5%時對應的MgO 摻量作為混凝土中 MgO 的極限摻量。由于水泥凈漿不含原級配混凝土中的粗細骨料，當 MgO 摻率相同時，相同體積水泥凈漿中 MgO 的絕對含量要比原級配混凝土的多得多，測出的壓蒸膨脹率自然多得多，所以大多專家認為用此方法確定的 MgO 極限摻量偏少，或者說過于保守[2].為了提高混凝土中 MgO 的極限摻量，目前除《水泥砂漿安定性試驗方法（ 試行） 》[3]規定采用水泥砂漿作為壓蒸試件來確定混凝土中 MgO 的極限摻量外，還有廣東省地方標準 DB44\ue4d4T 703-2010《外摻氧化鎂混凝土不分橫縫拱壩技術導則》、貴州省地方標準 DB52\ue4d4T 720-2010《全壩外摻氧化鎂混凝土拱壩技術規程》規定采用水泥砂漿或一級配混凝土作為壓蒸試件來確定混凝土中 MgO 的極限摻量。但是，水泥砂漿和一級配混凝土這兩種試件，哪種用來做壓蒸試驗更科學合理呢？ 李承木、李萬軍、金紅偉[4 -6]等專家的研究結果表明，利用水泥砂漿和一級配混凝土作為壓蒸試件確定的 MgO 極限摻量存在差異。李承木推薦以一級配混凝土作為壓蒸試件[5]

.筆者認為，此問題的回答需要進一步研究。為此，試驗研究了水泥砂漿試件和一級配混凝土試件在不同 MgO 摻量及不同粉煤灰摻量情況下的壓蒸膨脹率，試圖找出更適合做壓蒸試驗的水泥基材料，以期為 MgO 混凝土的研究及應用提供參考資料。

1 原材料與試驗方法

1.1 原材料

（ 1） 水泥： 貴州水城拉法基 P·O 42.5 級水泥，密度2.99 g\ue4d4cm3,比表面積 268 m2\ue4d4kg,標準稠度用水量 24.7%,安定性合格，其主要化學成分見表 1.

（ 2） MgO: 遼寧省海城市東方滑鎂公司生產的輕燒MgO,純度 90.2%,密度 3.23 g\ue4d4cm3,化學成分見表 1.

（ 3） 粉煤灰： 貴州野馬寨發電廠加工的 II 級粉煤灰，密度 2.45 g\ue4d4cm3,細度（ 0.045 mm 篩篩余） 為 13.55%,需水量比 90.8%,化學成分見表 1.

（ 4） 粗細骨料： 試驗所用骨料為貴州某水電站工地的灰巖人工砂石料。人工砂的細度模數為 3.35,顆粒級配良好，屬于 I 區粗砂，石粉含量為14.20%.粗骨料由工地加工成直徑 5~20 mm 的小石，級配良好，滿足水工混凝土用粗骨料的質量要求[7].

（ 5） 外加劑： 試驗所用外加劑為萘系高效減水劑，其品質符合現行標準[8].

1.2 試驗配合比和試驗方法

1.2.1 試驗配合比

水泥凈漿、水泥砂漿、一級配混凝土的配合比見表 2.

1.2.2 試驗方法

水泥凈漿的拌制、成型、壓蒸和試驗數據的處理按照GB\ue4d4T 750-1992《水泥壓蒸安定性試驗方法》執行； 水泥砂漿的拌制、成型、壓蒸和試驗數據的處理參照《水泥砂漿安定性試驗方法（ 試行） 》[3]執行，用水泥砂漿試件代替水泥凈漿試件進行壓蒸試驗。制作一級配混凝土試件時，是扣除三級配混凝土實際配合比中的中石和大石后再稱量其他各種原材料，然后進行拌制和成型。一級配混凝土試件的壓蒸、試驗數據處理參照貴州省地方標準 DB52\ue4d4T 720-2010《全壩外摻氧化鎂混凝土拱壩技術規程》執行。水泥凈漿和水泥砂漿試件的尺寸均為25 mm ×25 mm ×280 mm,一級配混凝土試件的尺寸為60 mm ×60 mm ×250 mm,水泥砂漿和一級配混凝土的水灰比均采用三級配混凝土的實際水灰比。

2 試驗結果及分析

2.1 試驗結果

外摻 MgO 水泥凈漿、水泥砂漿、一級配混凝土的壓蒸膨脹率結果見表 2,其壓蒸膨脹率隨著 MgO 摻量變化的過程線見圖 1~6.

2.2 試驗結果分析

（ 1） 從圖 1~6 看到，以壓蒸膨脹率不大于 0.5%確定的MgO極限摻量均大于以壓蒸膨脹率隨 MgO 摻量變化曲線的拐點確定的MgO極限摻量。但是，對應于這兩種判定標準，采用水泥砂漿試件和一級配混凝土試件確定的 MgO極限摻量均比采用水泥凈漿試件確定的 MgO 極限摻量高。例如，以壓蒸膨脹率不大于 0.5%作為混凝土中 MgO極限摻量的判定標準，圖 2 顯示的未摻粉煤灰的水泥砂漿試件和一級配混凝土試件確定的 MgO 極限摻量分別為 5.2%、6.2%,均比圖 1 顯示的水泥凈漿試件測得的 MgO 極限摻量 2.2%高； 以壓蒸膨脹率隨 MgO 摻量變化曲線的拐點作為混凝土中 MgO 極限摻量的判定標準，圖 2 顯示的未摻粉煤灰的水泥砂漿試件和一級配混凝土試件確定的MgO 極限摻量分別為 4.0%、5.0%,均比圖 1 顯示的水泥凈漿試件測得的 MgO 極限摻量 2.0%高。這是因為，試件的壓蒸膨脹率除了與 MgO 的摻量有關外，還與單位體積內 MgO 的絕對含量有關[9].顯然，相同的 MgO 摻量，由于水泥砂漿試件和一級配混凝土試件中含有骨料，單位體積中 MgO 的絕對含量比水泥凈漿試件的少，壓蒸膨脹率減小，導致利用水泥砂漿試件和一級配混凝土試件確定的 MgO 極限摻量增大。這再次說明，按照GB\ue4d4T 750-1992《水泥壓蒸安定性試驗方法》，以水泥凈漿作為壓蒸試件來確定混凝土中 MgO 的極限摻量顯得保守。相比之下，以水泥砂漿或一級配混凝土作為壓蒸試件來確定外摻 MgO 混凝土中 MgO 的極限摻量更接近工程實際。