2结果与讨论

2.1质量损失

图2为不同组分水泥石暴露在标准干燥环境和强紫外线辐射环境下的质量损失变化规律。结果表明：随着龄期的延长，各组试样的质量损失率逐渐增大。其中，质量损失率在3～21 d内迅速增长，21 d后增长速率放缓并在60 d龄期后趋于稳定。这是由于随着龄期延长，水泥石体系结构趋于稳定，水分迁移困难。

图2水泥石的质量损失率

(a)JZ试验组；(b)SRA1试验组；(c)SRA2试验组；(d)SRA3试验组

暴露在强紫外线辐射环境中的各组试样的质量损失率均明显大于标准干燥环境中试样的质量损失率。在3～21 d龄期内，各组试样在强紫外线辐射环境中的质量损失增长速率明显大于其在标准干燥环境中的质量损失增长速率。以基准组(JZ)为例，强紫外线辐射环境下水泥石在18 d龄期时的质量损失率达到标准干燥环境下水泥石在60 d龄期时的质量损失率(稳定值)，并最终在90 d龄期时，JZ-UV组的质量损失率达到了JZ-N组的1.5倍。这是强紫外线辐射的“光化学作用”引起的。当水分子吸收光子后，内部的电子会发生能级跃迁，形成不稳定的激发态，并发生离解反应，使H—O键断裂生成H+和HO-，从而加速水分子的运动，促进了水泥石表面的干燥，增大了水泥石体系内部与外部环境的湿度梯度，导致水泥石中的水分快速散失。

对比2种环境下基准组(JZ)与SRA试验组的质量损失率。可以看出，强紫外线辐射导致的JZ组、SRA1组以及SRA2组的质量损失率的增长幅度相当，而SRA3组的质量损失的增长幅度明显小于其他试验组。同时，SRA的掺入增大了水泥石的质量损失率，且随着SRA掺量的增加，水泥石的质量损失率也随之增加。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张力使水分散失相对容易；2)SRA的加入使水泥试件的开口孔隙或孔隙水易蒸发的孔隙类型增多；3)当干缩变形由毛细管张力机理主导(环境相对湿度大于50%)时，孔溶液表面张力越低，保持饱和的最小孔径越小，体系失水越多。

2.2干燥收缩

图3为不同组分水泥石暴露在标准干燥环境和强紫外线辐射环境下的干燥收缩变化规律。结果表明：各组试样的干燥收缩和质量损失率呈现出相似的趋势，均随暴露龄期延长而增大并在60 d龄期后趋于稳定。为了进一步分析水泥石干缩值随龄期的变化关系，将试样龄期分为7个区间，计算各龄期区间内干缩变形变化量与区间长度(d)的比值，即为试样在该区间内的干缩速率，计算结果如图4所示。3～21 d龄期内较大，21 d龄期后逐渐放缓并在42 d趋于稳定。

图3水泥石的干燥收缩

(a)JZ试验组；(b)SRA1试验组；(c)SRA2试验组；(d)SRA3试验组

图4水泥石的干缩变形变化速率

(a)标准干燥环境；(b)强紫外线辐射环境

比较2种环境下各组试样的干缩变形变化规律，发现基准组与SRA试验组呈现出不一样的变化趋势。由图4可知，在强紫外线辐射环境下，基准组(JZ)在3～21 d龄期内的干缩速率远高于其在标准干燥环境下的干缩速率，最终表现为JZ组在强紫外线辐射环境下的干缩变形增加，说明在温度和湿度一致的条件下，强紫外线辐射会增大水泥石的干缩变形。

由图3可知，强紫外线辐射环境下水泥石在34 d龄期时的干缩变形值达到了标准干燥环境下水泥石在60 d龄期时的干缩变形值(稳定值)。然而，这与质量损失的发展并不同步，说明暴露养护早期强紫外线辐射引起的水分蒸发主要来自较大的孔隙，这部分孔隙水的散失不会引起毛细管压力，因此没有出现明显的干缩变形。随着暴露龄期的延长，经过强紫外线照射的水泥石体系中的自由水被大量消耗，毛细孔水和凝胶水开始失去，毛细管弯月面形成，加之水化反应减慢及水分散失留下较多的毛细孔，强紫外线辐射环境下水泥石的干缩变形迅速增加。

与基准组(JZ)不同，强紫外线辐射导致的SRA试验组干缩速率的增长仅体现在3～7 d龄期内。与JZ组相比，SRA试验组在强紫外线辐射环境中的干缩变形没有明显增长。此外，随着SRA掺量的降低，强紫外线辐射导致的水泥石干缩变形的增长幅度减小。其中，SRA1组在强紫外线辐射下的干缩变形小于其在标准干燥环境下的干缩变形；SRA2组在强紫外线辐射下的干缩变形与其在标准干燥环境下的相当；SRA3组在强紫外线辐射下的干缩变形大于其在标准干燥环境下的干缩变形。

为了进一步分析SRA试验组在2种环境下干缩变形随掺量变化的规律，计算了SRA试验组相对于基准组的干缩降低率，即减缩率。计算结果如图5所示：在试验龄期内，掺加SRA的水泥石在强紫外线辐射环境下的减缩率维持在相对稳定的水平；14 d龄期后，相同掺量的SRA试验组在强紫外线辐射环境下的减缩率逐渐接近并最终超过其在标准干燥环境下的减缩率。然而，随着减缩剂掺量的增加，强紫外线辐射环境下减缩率的提升幅度受到限制。具体而言，SRA掺量为3%时，减缩效果的提升幅度非常微弱。这也导致了在强紫外线辐射下，SRA试验组的干缩变形增长幅度随着掺量变化呈现出不同的规律。

图5掺加SRA的水泥石在不同龄期的减缩率

结合水泥石质量损失的结果，发现强紫外线辐射导致水泥石体系失去更多水分，从而增加了孔隙溶液中的SRA浓度，进而提高其减缩效果。然而，SRA3组的质量损失率增长幅度较小，孔隙溶液中SRA浓度的增加幅度也较小，因此减缩效果的提升幅度相对较小。此外，减缩剂的临界浓度(CMC)也是限制较大掺量SRA的减缩效果进一步提升的原因。当减缩剂掺量较小时，孔隙溶液中的SRA浓度增加将提高SRA的减缩效果；当减缩剂掺量较大时，孔隙溶液中的SRA浓度将超过临界浓度(CMC)，过量的SRA分子在水中形成胶束，无法继续降低孔隙溶液的表面张力。

从图3中可以观察到，随着龄期的延长，干缩曲线SRA2-UV逐渐接近于干缩曲线SRA3-UV，而SRA3-UV的干缩值没有进一步降低。这表明上述分析是合理的。在强紫外线辐射下，当减缩剂的掺量超过3%时，其孔隙溶液中的SRA浓度超过临界浓度(CMC)，进一步增大掺量不能增强SRA在该应用环境中的减缩效果。