2結果與討論

2.1質量損失

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

圖2水泥石的質量損失率

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

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

對比2種環境下基準組(JZ)與SRA試驗組的質量損失率。可以看出，強紫外線輻射導致的JZ組、SRA1組以及SRA2組的質量損失率的增長幅度相當，而SRA3組的質量損失的增長幅度明顯小于其他試驗組。同時，SRA的摻入增大了水泥石的質量損失率，且隨著SRA摻量的增加，水泥石的質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口孔隙或孔隙水易蒸發的孔隙類型增多；3)當干縮變形由毛細管張力機理主導(環境相對濕度大于50%)時，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境和強紫外線輻射環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量損失率呈現出相似的趨勢，均隨暴露齡期延長而增大并在60 d齡期后趨于穩定。為了進一步分析水泥石干縮值隨齡期的變化關系，將試樣齡期分為7個區間，計算各齡期區間內干縮變形變化量與區間長度(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)標準干燥環境；(b)強紫外線輻射環境

比較2種環境下各組試樣的干縮變形變化規律，發現基準組與SRA試驗組呈現出不一樣的變化趨勢。由圖4可知，在強紫外線輻射環境下，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境下的干縮速率，最終表現為JZ組在強紫外線輻射環境下的干縮變形增加，說明在溫度和濕度一致的條件下，強紫外線輻射會增大水泥石的干縮變形。

由圖3可知，強紫外線輻射環境下水泥石在34 d齡期時的干縮變形值達到了標準干燥環境下水泥石在60 d齡期時的干縮變形值(穩定值)。然而，這與質量損失的發展并不同步，說明暴露養護早期強紫外線輻射引起的水分蒸發主要來自較大的孔隙，這部分孔隙水的散失不會引起毛細管壓力，因此沒有出現明顯的干縮變形。隨著暴露齡期的延長，經過強紫外線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，強紫外線輻射環境下水泥石的干縮變形迅速增加。

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

為了進一步分析SRA試驗組在2種環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輻射環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試驗組在強紫外線輻射環境下的減縮率逐漸接近并最終超過其在標準干燥環境下的減縮率。然而，隨著減縮劑摻量的增加，強紫外線輻射環境下減縮率的提升幅度受到限制。具體而言，SRA摻量為3%時，減縮效果的提升幅度非常微弱。這也導致了在強紫外線輻射下，SRA試驗組的干縮變形增長幅度隨著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

結合水泥石質量損失的結果，發現強紫外線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，進而提高其減縮效果。然而，SRA3組的質量損失率增長幅度較小，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的減縮效果進一步提升的原因。當減縮劑摻量較小時，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，孔隙溶液中的SRA濃度將超過臨界濃度(CMC)，過量的SRA分子在水中形成膠束，無法繼續降低孔隙溶液的表面張力。

從圖3中可以觀察到，隨著齡期的延長，干縮曲線SRA2-UV逐漸接近于干縮曲線SRA3-UV，而SRA3-UV的干縮值沒有進一步降低。這表明上述分析是合理的。在強紫外線輻射下，當減縮劑的摻量超過3%時，其孔隙溶液中的SRA濃度超過臨界濃度(CMC)，進一步增大摻量不能增強SRA在該應用環境中的減縮效果。