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1、粉煤灰综合利用FLYASHCOMPREHENSIVEUTILIZATION2006NO.3试验研究复合矿物掺合料在水泥中水化机理的试验研究StudyontheHydrationMechanismofMineralCompositeAdmixturesinCement张月星,陆文雄,王律,乔燕(上海大学化学系,上海市200444)摘要:通过比较复合矿物掺合料净浆与基准水泥净浆的SEM形貌差别来研究复合掺合料的水化机理。并采用差示扫描量热法(DSC)通过对其吸热峰的峰高和峰面积的分析进而对体系中水泥水化产物的成分进行了验证,从而揭示胶凝体系的水化反
2、应机理。关键词:复合矿物掺合料;水化机理;粉煤灰;坍落度中图分类号:TQ1724+4文献标识码:B文章编号:1005-8249(2006)03-0015-03用两种或多种矿物超细粉混合而成的复合矿物掺表1原材料的化学成分和性能合料可代替部分水泥,不仅降低成本,而且由于掺合料比表项Fe2O3CaOSiO2Al2O3MgOTiO2P2O5SMnO密度面积/g中的矿物质粉体材料可填充水泥的空隙,也可改善混目/cm2/%/cm2/g凝土中水泥、石与骨料的界面结构,在相同水胶比下,水泥-61.821.45.81.60.40.1251.240.0734202.98与基准水泥浆相比能
3、提高流动性,硬化后能提高强度,粉煤灰6.826.7553.627.01.46----45002.33[1]矿渣0.2541.133.515.48.00.620.0050.790.3252402.93抗渗性与耐久性均得到提高。复合矿物掺合料中含有大量无定形态SiO2和Al2O3,在水泥混凝土体系中各组配料分别在水胶比为0.4的条件下水化,在主要体现出增强效应、填充效应、增塑效应、温峰削减20mm20mm20mm的模具中成型,养护一天后脱效应、耐久性改善效应。复合矿物掺合料主要由粉煤模,然后在标准条件下继续养护至各测试龄期。将各灰、矿渣、天然矿物等经磨细复配而成。水化龄期的试块破碎成5m
4、m左右的试块,并立即浸1试验用原材料及性能泡在无水乙醇中7d,以终止其水化,然后在60下干燥2h~3h时,烘干后将试样放在密闭干燥的容器中试验用原材料包括:海螺42.5普通硅酸盐水泥、备用。试验配方:1#水泥100%;2#水泥掺合料=矿渣微粉、Ⅱ级粉煤灰、沸石、石灰石、高岭土等。各原7030。材料的化学成分、密度、比表面积见表1。的标准稠度用水量越高;燃矸细度越大,标准稠度用况下,三种燃矸骨料混凝土强度接近,所配混凝土和易水量越大。同掺量同细度情况下燃矸水泥标准稠度需性差别较大,C种和易性最好,B种和A种相差不大。水比的排序为A>B>C。(3)燃矸对所配水泥早期(3在所配混凝土坍
5、落度接近情况下,C种混凝土各龄期天)强度贡献不大,对后期(28d)强度贡献较高。在同强度与A、B两种相比,高10%以上。(5)三种燃矸,A水胶比情况下,同掺量、同细度的燃矸水泥活性指数最种更适合用做水泥混合材,B种次之,C种最差。作为高的是A种,B种次之,C种最低。(4)在同水灰比情骨料配制混凝土,C种所配混凝土强度、和易性效果最好,A、B两种差别不大。收稿日期:2005-11-2815粉煤灰综合利用2006NO.3FLYASHCOMPREHENSIVEUTILIZATION试验研究成的。2净浆结构SEM分析复合矿物掺合料水泥净浆2#
6、28dSEM照片(图从养护7d的基准水泥净浆1#的SEM照片(图4)表明,水化产物明显多于7d的。掺合料中的许多颗1)可看出:水化初期,水泥净浆内部固相间空隙大,水粒已被侵蚀,有的矿渣颗粒表面变得粗糙,有许多小孔化物少,生长空间大,容易辨认,纤维状及网状水化物洞和水化产物覆盖在其表面,有的已近解体,说明矿渣水化硅酸钙(C-S-H凝胶)及片状Ca(OH)2生长良已参与了反应。粉煤灰颗粒表面也变得粗糙,有被侵好,外形完整,此外还有大量针状Aft相生成。蚀的孔洞,有的颗粒已近解体,说明其反应程度不同。复合矿物掺合料水泥净浆2#,由7d的SEM照由于掺合料中含有沸石,水化产物中有蠕虫状水化物片(
7、图2)可知,由于掺合料小颗粒对水泥颗粒的分散生成,它们是沸石中的活性组分与水泥水化生成的和填充作用,使浆体大孔减少,小孔洞增多,水泥水Ca(OH)2反应生成C-S-H凝胶所致。1#样28d水泥化产物就沉积在众多的小孔洞中,所以其形貌不如1石结构表面比7d的密实,但与28d的2#样水泥石表#容易辨认。粉煤灰球颗粒周围被层状Ca(OH)2包面结构相比,就显得比较疏松。说明28d时掺合料中围,有的已包含一层的水化物薄膜,极个别的有腐蚀的活
