粉煤灰—矿渣水泥的碱激发规律研究.docx

粉煤灰一矿渣水泥的碱激发规律研究。1 本试验主要以粉煤灰、矿渣为基本原料，以水玻璃为碱激发剂，研究了在实验条件下制备粉煤灰一矿渣基水泥的碱激发规律。结果表明，粉煤灰、矿渣的相对掺加量、水玻璃的掺量及模数、熟料、Na2SO4>CaO掺加量对强度都有显著的影响。试验原料的化学成分为：寰1蓦本原料化学成份名称LfNMSMhAMhFrJOlCIOMIeOKX)NaM)SO)Cr粉煤灰3期39.241178524.720.71.18031590.01r渣-12542.0910.262.739.324.060.260.131.960.(M)60.4221.865.544.1764.721060390.2«0J7经检测，熟料3d、28d抗折强度分别为6.2MPa和8.47MPa,3d、28d抗压强度分别为26.92MPa和55.26MPaO2 粉煤灰、矿渣相对掺量对强度的影响。保持水玻璃掺量及其模数不变，调整粉煤灰、矿渣相对比例，检测它们对强度的影响，试验结果如表2所示。结果表明，粉煤灰一矿渣基碱激发水泥3天强度随粉煤灰掺加量的增加而降低，但28天强度随粉煤灰掺加量的增加先是升高，在粉煤灰掺量达到40%60%之间时，开始降低，且到60%之后，强度急剧降低（图Do表2粉煤灰、矿渣相对掺加对强度的影响编号甚本螳料配比7%水玻璃抗压强度/MPn矿渣粉煤灰a(>½校数3<128<1n20803.111.9F240603.1i9.541.7F360403.1125.955.6F4«0203.1I28.150.1的煤友/%图1粉煤灰相对含对强度的影响粉煤灰难于激发和水化。有研究表明，使用强碱对粉煤灰进行激发，其3天水化不1%。粉煤灰对水泥早期强度的贡献主要是其微集料效应和充填密实效应。而使用强碱激发，矿渣3天水化已达50%以上，因此，矿渣掺量越高，3天强度越高。到28天时，粉煤灰已有一定程度的水化，其产物中的水化硅酸铝（A-S-H）与矿渣水化时产生的沸石类及霞石、长石类产物之间发生物理、化学作用，可能导致了28天强度增长。但毕竟粉煤灰水化能力远比矿渣要低，掺量过高强度会大幅下降。3玻璃掺加量对强度的影响。试验结果如表3所示。结果显示在水玻璃掺加量超过一定的值后强度急剧降低（图2）。产生这一现象的原因是多方面的，其一是水玻璃的掺加量过高,溶液粘度增加，不利于离子的迁移和扩散。其二，水玻璃参与的水化反应是一个定量反应过程，过量的反应物在反应结束后残留下来，使强度降低。表3水玻璃排加对强度的影峋BB2水玻璃含对强度的影晌4熟料掺加量对强度的影响。熟料一方面本身能快速水化产生很高的强度，另一方面其水化产物Ca（OH）2对粉煤灰、矿渣有较强的激发作用。其掺加量对强度影响的试验结果如表5所示。表5熟料推加,与强度的关系编号基本原料配比/%水玻璃lLH3JMPrt矿渣粉烽灰熟料Xhj(>9模数3d2lF125e54IO3.1113.434.9F1338.457.643.1116.345.1F240603.1116.741.75Na2SO4.Cao掺加量对强度的影响。根据以上试验结果，要制备高强度的粉煤灰一矿渣基水泥（232.5级），须掺加大量的水玻璃，但这样成本太高。为了降低成本，本试验使用价格相对较低的Na2SO4、CaO与水玻璃复合使用，试验结果如表6所示。表6NapSO4、Cao掺加对强度的影响编号料配比/%激发制抗原邂度/MPa矿沿桥煤灰X<u<>%模数a724/，<.a(V%3d2MF540601.50.89.320.6F1440601.50.8L510.421.6H540601.50.81.5416.729可以发现，在水玻璃掺量较低时，仅掺加Na2SO4,强度无明显的提高，但加入一定量的CaO后，强度有较大提高。其原因是Na2SO4与Ca(OH)2反应，生成高度分散的CaSo4,有利于钙矶石的形成，同时，Na2SO4与Ca(OH)2反应时生成的NaOH,促进了粉煤灰、矿渣网络体的分解。6粉煤灰、矿渣、熟料、水玻璃、Na2SO4Cao掺加量及水玻璃的模数对碱一粉煤灰一矿渣水泥的强度都有较大影响，综合考虑成本与强度因素，就本试验条件而言，制备粉煤灰一矿渣水泥的最佳原料配比是：熟料4%6%,粉煤灰50%55%,矿渣30%40%,水玻璃含NazO1.6%2%,模数0.60.7,Na2SO41.3%-1.6%,CaO3%4%。