无机-有机复合外加剂对粉煤灰水泥早强影响

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1、无机-有机复合外加剂对粉煤灰水泥早强的影响摘要：实验室条件下，以硅酸盐水泥熟料、粉煤灰和石膏配制了含30%粉煤灰的硅酸盐类水泥；以熟石灰、硫酸钠、乙二醇和对苯二甲酸为外加剂的主要组分，按照不同的比例配制了系列无机-有机复合外加剂试样。研究了不同比例的复合外加剂试样对粉煤灰硅酸盐水泥早期强度的影响。实验结果显示，熟石灰与硫酸钠以75%和25%搭配时的早强促进效果最好。课题同时利用差热分析、SEM探讨了复合外加剂对粉煤灰硅酸盐水泥早强的增进机制。关键词：无机-有机复合外加剂；粉煤灰硅酸盐水泥；早期强度EffectofInorganic-organicCom

2、positeAdmixtureonEarlyStrengthofPortlandFly-AshCementAbstract:Underlaboratoryconditions,KeyWords:inorganic-organiccompositeadmixture;Portlandfly-ashcement;earlystrength粉煤灰硅酸盐水泥的生产和使用，既能节约水泥用量，又能合理的利用电厂废渣，对经济建设和环境保护都有积极作用[1-2]。但由于粉煤灰硅酸盐水泥的早期强度，随着粉煤灰掺入量的增加而急剧下降，因此极大地限制了大掺量的粉煤灰硅酸盐水

3、泥的生产和使用。如何提高粉煤灰的掺入量，又不至于使粉煤灰硅酸盐水泥的早期强度降低太多，使其符合国家标准规定，进而能够享受税收优惠政策，一直以来是业界关心和努力的一个重要领域和方向。目前国内对粉煤灰水泥中粉煤灰活性的激发大多是采用无机激发剂（碱和硫酸盐）[?]。有机外加剂（有机醇类、有机胺类和一些有机酸）也只是对水泥有早强作用[?]。复合早强剂比单组分早强剂有更优良的早强效果[?]。目前效果较好，使用最广泛的是无机-有机复合早强剂，如三乙醇胺与无机盐复合[?]。考虑到目前大部分水泥厂在水泥熟料粉磨的过程中添加助磨剂乙二醇[?]，因此实验拟选用对苯二甲酸与

4、乙二醇生成有机纤维的方式来增加水泥强度等级。以无机外加剂熟石灰和硫酸钠激发粉煤灰的活性，同时配合有机外加剂乙二醇和对苯二甲酸反应生成类纤维聚酯。通过对无机-有机复合外加剂各组分比例的调控，找到一组最佳配合比例。该组分对用粉煤灰替代30%水泥的条件下，既能满足相关的物理性能指标要求，又能对粉煤灰硅酸盐水泥早期强度快速发展最有利。同时利用差热分析，SEM探讨无机-有机复合外加剂对外掺30%粉煤灰的硅酸盐水泥早强增强机制。1试验1.1原材料山水集团烟台水泥厂硅酸盐水泥熟料；山东清泉热电厂三级粉煤灰；石膏；熟石灰；硫酸钠；乙二醇；对苯二甲酸原材料的处理：把水泥

5、熟料放入球磨机粉磨40min，粉煤灰粉磨20分钟，然后用30%粉煤灰替代水泥与粉磨好的水泥熟料外加3%的石膏一同放入球磨机粉磨5min。2试验结果与讨论1.2试验设计与数据分析1.2.1试验设计为保证粉煤灰硅酸盐水泥中的粉煤灰的掺入量，在实验室里进行水泥配料，并用实验室球磨机制备粉煤灰硅酸盐水泥，再分别掺加不同的外加剂测定外加30%粉煤灰水泥抗折、抗压强度，标准稠度，凝结时间，安定性等性能。设计研究新型高效无机-有机复合早强剂的配方。通过XRD、SEM等微观分析找到无机-有机复合外加剂对外掺30%粉煤灰水泥物理性能的影响和早期作用机制。原料：水泥熟料+

6、30%粉煤灰+3%石膏（水泥熟料、粉煤灰、石膏一起粉磨得到的原料，在后面的实验中，有利于保持原料加入量和混合均匀性的一致性，增加各实验组之间对照的准确性）。配方设计如表1表1：外加剂含量占粉煤灰质量的10%分组原料（g）熟石灰硫酸钠乙二醇对苯二甲酸A450————————B450————微量微量C45075%25%微量微量D45080%20%微量微量E45085%15%微量微量配方设计说明“——”代表掺入量为0。B-E组加入微量的乙二醇和对苯二甲酸，在做水泥胶砂强度时，二乙醇加入水中，对苯二甲酸加入原料中。C—E组外加剂的质量是粉煤灰质量的10%。按照

7、《水泥胶砂强度检验方法》[3]，测定粉煤灰水泥抗折、抗压强度。数据如下表2表2粉煤灰水泥砂浆强度样品1天抗折强度/MPa3天抗折强度/MPa7天抗折强度/MPa1天抗压强度/MPa3天抗压强度/MPa7天抗压强度/MPaA2.13.94.97.0517.7025.83B2.24.55.57.8021.4529.10C3.15.16.210.1921.9830.55D3.25.26.39.3521.4630.45E2.84.66.19.7520.4524．00由上表的数据绘制的抗折、抗压强度折线图如下图1图130%粉煤灰水泥抗折、抗压强度折线图1.2.2

8、数据分析从实验数据中可以看出，B与A相比，B组的1、3、7天抗折、抗压强度都有所增长，尤其是3