Page 77 - 水利学报2021年第52卷第11期

2.4 3.5
2.2
2.0 3.0
1.8
2.5
1.6
cps/eV 1.4 cps/eV 2.0
1.2
1.5
1.0
0.8
1.0
0.6
0.4 0.5
0.2
0.0
0.0
2 4 6 2 4 6 8
x-射线强度/keV x-射线强度/keV
（a） 水泥熟料 （b） CPVPC
图 3 水泥熟料及 CPVPC 能谱
表 4 水泥熟料及 CPVPC 的元素占比
Ca 元素/% O 元素/% C 元素/% Si 元素/%
水泥熟料 24.89 36.6 9.43 7.85
类细胞体 10.77 37.04 30.28 3.93

要因素，所以需要测定水泥颗粒的粒径级配分布。本文采用激光粒度仪对水泥熟料原样及类细胞体
进行检测，得到水泥及不同类细胞体的粒径分布。由图 4 可知，水泥原样粒径均小于 90 μm，粒径<
45 μm 的水泥颗粒占比达 94.34%，粒径>80 μm 的占比只有 0.03%，因此水泥原样粒径级配优异，符
合相关标准 ［23］ 要求。使用级配优良的水泥原样制作完成后的 4 种类细胞体，其粒径均较水泥原样有较
大增加。其中，粒径<45 μm 的颗粒占比变化为 87.97%、86.05%、81.88%、76.33%，但是 45 μm 筛余
量仍不大于 30%，符合国家标准要求。CPVPC 粒径<45μm 的颗粒较水泥原样有较大下降。这主要是
因为 PVP 溶解在乙醇中形成胶体，随着 PVP 溶解量的增加，胶体的胶粘性增大，分散度减小，附着
在水泥颗粒上的 PVP 增多。
由于 3～30 μm 为水泥水化最优粒径，这个粒径区间中的水泥活性最大，对水化反应的作用最
优 ［24］ ，所以水泥应着重考虑这个区间的水泥微粒占比。在这个区间段中，类细胞体颗粒较水泥原样
占比最少减少 15.07% ，最多减少 31.13%，因此，类细胞体的整体活性较水泥微粒降低，同时处于
PVP 涂 层 保 护 下 。 因 此 ， 在 水 化 反 应 过 程 中 ，
100
CPVPC 不会在第一时间反应，CPVPC 将作为预备
反应物质存储在水泥砂浆之中。在水泥砂浆试块承 80
受 80%极限压力时出现了变形，虽然没有宏观的受
损破坏，但是其内部已然出现了损伤。随后将试块 粒径分布/% 60
放入 25±2 ℃的水中后，外部的水会伴随时间逐渐 40
渗入水泥砂浆试块之中，试块内部自由水增加，自
由水与内部的碱性环境耦合，CPVPC 外包膜在这 20
种环境中发生破裂，激活内部水泥熟料同水发生反
0
应，修复混凝土内部损伤。 1 2 4 6 8 10 20 40 60 80 100 200 250
基于图 4 水泥及不同类细胞体的粒径分布，并 粒径尺寸/μm
依据式 2 可得出不同 CPVPC 的外包膜厚度，由表 5 图 4 水泥熟料及不同 CPVPC 的粒径分布

表 5 不同 CPVPC 的外包膜厚度

种类 P/C-0 P/C-4 P/C-8 P/C-12 P/C-16
PVP 添加量/g 0 4 8 12 16
平均粒径/μm 17.21 24.85 28.38 31.47 35.81
外包膜厚度/μm 0 3.82 5.59 7.13 9.3

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