碱激发矿渣粉煤灰水泥及混凝土研究.docx

1碱激发矿渣粉煤灰水泥及混凝土研究碱矿渣水泥在已应用多年。这种水泥除早强、高强外，还具有极好的耐久性。因为NaoH、KOHCa(C)H)2等碱激发剂使矿渣中铝、镁、钙玻璃结构中的Si-O,Al-O键断开,使硅铝离子加快溶出,当有石膏时,生成AFt,加快矿渣水化。碱激发矿渣的最终生成物是钠、钙铝硅酸盐、钠铝硅酸盐、钠钙铝铁硅酸盐等沸石，均是造岩矿物,因此有很好的耐久性。由于矿渣资源有限,大量用作普通硅酸盐水泥及矿渣水泥等的混合材，使矿渣价格上升，而我国粉煤灰资源丰富，若不加以合理利用，将造成严重的环境污染。使用液体碱(如水玻璃)作碱激发剂,具有使用不方便,凝结时间难以控制等缺点。为此进行了用固体碱激发制备矿渣粉煤灰水泥及混凝土的研究。该实验主要是为了分析粉煤灰掺量对碱激发矿渣水泥性能的影响。表3粉煤灰掺量对时渔水泥触的影响表4粉煤灰挎量对破矿渣水泥标准稠度及及结时间的影响ftSSft(4)抗折强度(k)粉煤灰(%)准度()W8(nin)终凝(rin)(%)3d7d28d3d7d28d025.825082049.059.267.88.3510.6011.10IO26.001021911044.254.8M.I9.8811.4012.402026.$61201762042.154.861.38.8510.4011.903028.221713003040.047.660.08.379.8010.704028.223104154036.247.258.26.739.6010.205028.593625125031.243.855.86.578.208.40注:NjOH的接量为5.16。，由表3可以看出：随着粉煤灰掺量的增加，水泥的抗压强度不断下降，这主要是由于粉煤灰的活性较矿渣难于激发,但由表3可以看出,掺入10%粉煤灰时,抗折强度有所提高，而当粉煤灰的掺量为2030%时，水泥抗折强度与不掺相比,变化不大,随着粉煤灰掺量的增加,水泥的标准稠度用水量不断增加,这有利于改善矿渣水泥的泌水性能。由表4可以看出，随着粉煤灰掺量的增加，水泥的凝结时间得到进一步的延长,当掺量为20%时,初凝为120分钟,终凝为176分钟,凝结时间更趋合理。试验过程中,我们发现,当掺入2030%粉煤灰后,对于NaOH激发的碱矿渣水泥的表面泛碱及疏松现象己基本消除,其原因主要是由于粉煤灰的掺入改善了碱矿渣水泥的泌水性能,从而使水泥表面的强度和试块内部一样得到发展。2碱矿渣粉煤灰水泥矿渣和粉煤灰均为工业废渣，粒化高炉矿渣具有潜在水硬性，粉煤灰则能起火山灰反应，可以利用碱激发矿渣的潜在水硬性，使矿渣水化物与粉煤灰进行火山灰反应，在矿渣与粉煤灰适宜配合比的基础上，制得一种不经燃烧的节能、省资源新型胶凝材料。矿渣为具有水硬性的废渣，含有较多的CaO,经水淬后的矿渣大部分为非晶质(玻璃体)，该种玻璃体蕴藏有很高的结晶性能量。但当矿渣单独调水时，矿渣颗粒表面与水作用立即形成一结晶性能低、致密而透过性差的薄膜，抑制了其中钙、铝、硅酸根等离子的进一步溶解，是整个水化硬化过程变得极其缓慢。只有在NaoH或Ca(OH)2等碱性介质中，由于PH的增高使矿渣中的Ca?+、Al3+>Si。,/等离子的溶出增加，形成水化产物，这种由于添加钠、钙等碱性离子而促进水化硬化反应的性质，称“潜在水硬性”，促进水化硬化的物质称为“激发剂”。对于低钙粉煤灰来说，它并不具有“潜在水硬性”，而是具有火山灰活性，它主要是含SiCh和Ab3的铝硅酸盐酸性玻璃，常温下与Ca(OH)2或能产生Ca(OH)2的材料一起存在是，它们之间能发生火山灰反应。矿渣由于被碱性介质激发而聚集，其溶解出来的Ca2+>Mg2+离子又与粉煤灰玻璃体进行火山灰反应，可补充提供长期强度。