碱矿渣-粉煤灰快硬复合胶凝材料.pdf

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1、舒连峰等：碱矿渣一粉煤灰快硬复合胶凝材料碱矿渣一粉煤灰快硬复合胶凝材料舒连峰，刘金亮，李忠东，王兵，田孝义，巩象顺，崔亦方，冯剑宇，程晓旭(1．淄博建鲁工程建设项目管理公司，山东淄博255000；2．北京东方雨虹防水工程有限公司，北京100123)【摘要】碱激发胶凝材料具有水化产物稳定、孔隙率低、强度高及耐久性好等优点。文中采用粉煤灰替代部分矿渣，研究了碱矿渣一粉煤灰快硬复合胶凝材料的胶凝特性，重点探讨了该体系的凝结时间、抗折及抗压强度性能。【关键词】碱胶凝材料；水玻璃；粉煤灰【中图分类号】TU528．044【文献标识码】B【文章编号】

2、1001—6864(2012)07—0011—02碱胶凝材料是用碱金属化合物作碱组份去激发矿渣等缓凝剂：试验采用复掺硝酸钡和水泥熟料的方法。其工业废渣而得到的一种水硬性胶凝材料，主要水化产物是中，硝酸钡为分析纯，掺量为0．3％(以矿渣质量计)；熟料比成分复杂的低Ca／Si比水化硅酸钙与沸石类矿物，孔隙率表面积为360m／kg，掺量为1％(以矿渣质量计)。低、强度高、水化完全，耐久性好。再加上其生产工艺简单、1．2试验方法原料丰富、可利用较多的工业废渣、减少环境污染，被广泛(1)凝结时间。依据GB／T1346—2001《水泥标准稠应用于各

3、类工程建设并取得了良好效果Ll-3J。近年来国内度用水量凝结时间、安定性检验方法》，用维卡仪测定初凝外对这一类材料的研究和开发逐渐增多，成为研究的热点与终凝时间。之一。碱胶凝材料所用的主要原料是一些工业排放的废渣(2)抗压强度。试体制备：采用40mmX40ramX(如矿渣)、尾矿、粘土等和不同类型的含碱物质，有的需要160mm三联试模成型，按配比分别称取矿渣、粉煤灰试样添加少量的含钙物质。碱性物质尤其是强碱性物质对这类(总计为1600g)，水灰比为0．25(扣除水玻璃溶液引入的水材料是必不可少的，它的作用不仅在于激发原料，使之具有份)，

4、水玻璃掺量为5％(以Na20质量计)，与缓凝剂(硝酸胶凝性，同时还将参与反应形成新的含碱的水化产物。然钡和水泥熟料)，在振实台上振实60s来排除气泡。而，随着矿渣资源日益稀缺，减少碱胶凝材料体系中矿渣用2配合比量比例，寻求其它替代材料具有重要意义。文中采用粉煤碱矿渣一粉煤灰快硬复合胶凝材料的编号及其配比见灰替代部分矿渣，研究了碱矿渣一粉煤灰复合胶凝材料的表2。胶凝性能。表2碱矿渣一粉煤灰复合胶凝材料试验配比％1原材料与试验方法1．1原材料矿渣：采用首钢细磨矿渣，比重为2．89g／cm，比表面积为392m2／kg，化学组成见表1。粉煤灰：

5、采用石景山二级粉煤灰，比重为2．14g／em，比表面积为427m2／kg，化学组成见表1。表1原材料的化学组成％备注：试样s3订代表矿渣占粉体总重的30％，而粉煤灰则占70％，其它试样依次类：畦。3结果与分析3．1凝结时间标准砂：采用厦门艾思欧标准砂有限公司生产的标碱矿渣一粉煤灰快硬复合胶凝材料的凝结时间是以准砂。c：=0．25基准来测定的，水玻璃模数M=1．2、1．4、1．6和1．8水玻璃溶液：采用模数M=2．7的工业级速溶粉状硅酸的试验结果见图1。钠、工业级氢氧化钠、水，通过加热溶解、冷却并静置1d的方由图1可知，碱矿渣一粉煤灰快硬

6、复合胶凝材料的凝结式，获得所需模数、浓度的水玻璃溶液，用作激发剂。掺量时间在14～50min以内，并且初、终凝时间间隔较短(5min为5％(以Na2O计)。左右)，说明碱矿渣复合胶凝材料水化、硬化迅速，适宜用于12低温建筑技术2012年第7期(总第169期)等反应，短时间内生成大量的c—s—H凝胶或水化铝硅酸钙，从而加速水化J。不同模数水玻璃对试样凝结时间变冒d善氧坦辗击善雠啜辖．曼．曼化规律基本一致，只是纯矿渣受影响较大。当水玻璃模数厘厘M=1．4时，各试样的凝结时间相对长一些。茁笛好好3．2净浆抗压强度鞋爨碱激发矿渣一粉煤灰快硬复合

7、胶凝材料各净浆试样的S3F7S5F5s7F3SS3F7$5F5$7F3S1d、3d、28d与90d的抗压强度结果见图2。当水玻璃模数分(a)初凝时间(b)终凝时间别为M=1．2、1．4、1．6、1．8时，各试样90d强度都持续增长，图l碱矿渣一粉煤灰复合胶凝材料的凝结时间并未出现强度倒缩现象，只是增长趋势变缓。随着矿渣掺量的增加，碱胶凝材料试样的强度持续增长，试样s7乃的快硬修补材料。在碱胶凝材料体系中，水玻璃水解善生毯成鼠的幽辖ld最低强度也有38．6MPa，90d最高强度达到113．2MPa。NaOH和含水硅胶(SiO·aq)具有双

8、重作用：OH一使矿渣玻此外，当水玻璃模数M=1．4时，后期激发效果较好。璃态结构迅速解体，而含水硅胶又与溶于水中的ca2、Ar(a)ld(b)3dIII、暇幽辖(c)28d90d图2碱矿渣一粉煤灰快硬复合胶