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添加剂对磷酸钾镁水泥抗冻性能的影响
M1-150
M1-300
M2-300
M3-300
M4-300
图3.15 不同配比的MKPC试块在水环境中冻融循环后取断面的SEM图
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盐城工学院本科生毕业论文 2015
3.2.2化学添加剂对MKPC基复合材料抗氯化钠溶液冻融性能的影响
A.质量损失
图3.16为不同尺寸的MKPC基复合材料试块在氯化钠溶液冻融环境中不同冻融循环次数下的质量损失率图。图（a）为MKPC基立方体（30 mm× 30 mm × 30 mm）试块的质量损失率图，从图中可以看出，在氯化钠溶液冻融环境中，M1、M5和M6试块随着冻融循环次数的增加其质量损失变化成不断上升趋势，经过300次的冻融循环后M1、M5和M6试块的质量损失率分别为5.51%、4.96%和4.78%，其中M5、M6试块的质量损失增长趋势基本一致，在冻融循环前250次其质量损失随冻融循环次数的增加增长缓慢，此后其质量损失骤然增大，M1试块的质量损失变化趋势与M5、M6质量损失的变化趋势基本一致，但其在整个冻融循环过程中的质量损失较之M5、M6试块的质量损失要偏高些。图（b）为MKPC基棱柱体（40 mm × 40 mm × 160 mm）试块的质量损失，从图中可以看出，在氯化钠溶液冻融环境中，M1、M5和M6棱柱体试块的质量损失与其立方体试块的质量损失变化趋势基本一致，只是M1试块在0到100次冻融循环过程中较之立方体试块的质量损失更为缓慢，且经过300次的冻融循环后M1、M5和M6试块的质量损失率相差幅度不大，分别为3.61%、3.34%、3.8%。由此得出，掺有硫酸亚铁、水玻璃等化学添加剂的MKPC基复合材料试块在氯化钠溶液冻融环境中其质量损失随着冻融循环次数的增加逐渐提高，与不添加任何化学添加剂的MKPC基复合材料试块相比，掺入硫酸亚铁和水玻璃对MKPC基复合材料试块在氯化钠溶液冻融环境中的质量损失改善效果不明显。
(a)立方体试块
(b)棱柱体试块
图3.16 M1、M5、M6试块在氯化钠冻融下不同循环次数的质量变化
B.强度变化
图3.17为MKPC基复合材料试块M1、M5和M6在氯化钠溶液冻融环境中不同冻融循环次数下的抗压强度。从图中可以看出，经过300次的冻融循环后M1、M5和M6试块相比0次冻融循环时试块的抗压强度均发生了变化，其抗压强度分别提高了16.67%、3.74%和25.77%。 M1试块的抗压强度变化规律同前所述。M5试块的抗压强度随着冻融循环次数的增加其变化趋势为先上升而后一直下降，在冻融循
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环150次时其抗压强度达到其峰值55.51 MPa，相比0次冻融循环时的抗压强度提高了21.43%，此后其抗压强度一直下降，在300次冻融循环结束时其抗压强度相比150次冻融循环结束时的抗压强度下降了14.57%。M6试块的抗压强度随着冻融循环次数的增加其变化趋势先上升而后下降，最后又上升，M6试块在150次冻融循环结束时达到其第一个峰值65.19 MPa，相比0次冻融循环时的抗压强度提高了21.49%，此后其抗压强度成下降趋势，在250次冻融循环结束时其抗压强度达到低幅值55.49 MPa，相比150次冻融循环结束时的抗压强度下降了14.88%，此后其抗压强度再一次成上升趋势，在300次冻融循环结束时达到其抗压强度最高峰值67.49 MPa，相比250次冻融循环结束时的抗压强度提高了21.63%。
图3.18为MKPC基复合材料试块在氯化钠溶液冻融环境中不同冻融循环次数下的抗压强度与自然养护28d的强度比值（抗腐蚀系数）。从图中可以看出，M5试块在氯化钠溶液冻融环境中其抗压腐蚀系数成先升后降趋势，M6试块在氯化钠溶液冻融环境中其抗压腐蚀系数成先上升，而后略微下降，最后又上升的变化趋势，经过300次的冻融循环后，M5、M6试块的抗压腐蚀系数分别增加了0.04和0.26，这与图3.17中试块的抗压强度变化规律相对应。
图3.17 M1、M5、M6试块在氯化钠溶液冻融环境中不同循环次数下的抗压强度
图3.18 M1、M5、M6试块在氯化钠溶液冻融环境中不同循环次数下抗压腐蚀系数
表3.4为不同配比的MKPC基试块在不同养护条件下的强度损失率（%）。由表可知，300次冻融循环结束时的抗压强度与120d自然养护强度相比，M1、M5和M6试块的抗压强度分别下降了11.96%、20.78%和6.7%。结合图3.17和图3.18可得：添加水玻璃对MKPC基复合材料试块在氯化钠溶液冻融环境中的抗压强度有一定的改善作用，而添加硫酸亚铁对磷酸钾镁水泥基复合材料试块在氯化钠溶液冻融环境中的抗压强度的提高具有一定的抑制作用。
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表3.4 MKPC基复合材料试块在不同养护条件下的强度损失率（%） 抗压强度（MPa） 试块 M1 M5 M6 C.外观变化
28d自然养护(A) 300次氯化钠溶液冻融（B） 120d自然养护(C) 43.91 45.74 53.66 51.23 47.45 67.49 58.19 59.90 72.34 损失强度 1-B/C (%) 11.96 20.78 6.7 图3.19为不同配比的MKPC试块在氯化钠溶液冻融环境中冻融0次与300次的
外观对比，从图3.19中可以看出，添加硫酸亚铁的M5试块经过300次冻融循环之后棱角有脱落，表面空隙增多，同样添加水玻璃的M8试块经过300次的冻融循环之后表面棱角脱落，表面空隙数量增多，这对应了图3.16中的质量损失。
0次冻融
300次冻融
图3.19 不同配比的MKPC基复合材料试块在氯化钠溶液冻融环境中冻融0次与300次的外
观对比
D.微观结构分析
图3.20为M6试块在氯化钠溶液冻融环境中300次冻融循环后的SEM图，从图中可以看出，经过300次的冻融循环之后，主要的水化产物以晶体形态存在，晶体呈片状紧密排列，有少量裂缝，这与M6试块在氯化钠溶液冻融环境中的抗压强度变化规律相对应。
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