礦渣微粉-粉煤灰復(fù)合灰摻合料的研究開發(fā).pdf

1、礦渣微粉以及粉煤灰等現(xiàn)在已成為水泥混凝土中必不可少的組分之一。人們通過向混凝土中摻加礦渣微粉或者粉煤灰中的一種來改善混凝土的某些性能，并取得了較好的效果，獲得了良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。雖然礦渣微粉和粉煤灰均能提高混凝土的許多性能，但二者摻加到混凝土中也會對混凝王的其他性能產(chǎn)生不利的影響。本課題考慮通過把礦渣微粉和粉煤灰復(fù)合摻加形成所謂的礦渣微粉-粉煤灰復(fù)合灰，研究礦渣微粉-粉煤灰復(fù)合灰對水泥膠砂、混凝土的性能影響，以期綜合利用二

2、者對混凝土不同性能的改善效果，獲得性能優(yōu)良的礦物摻合料。本課題所用主要原材料包括：海豹牌 42.5# P.O.水泥、寶田生產(chǎn)的 S95 礦渣微粉，粉煤灰為兩種，分別是華能電廠生產(chǎn)的高鈣粉煤灰和寶鋼電廠生產(chǎn)的普通粉煤灰等。礦渣微粉-普通粉煤灰復(fù)合灰和礦渣微粉-高鈣粉煤灰復(fù)合灰的摻量分別為 20%、30%、40%和 50%(均為水泥的質(zhì)量百分比)，兩種復(fù)合灰中粉煤灰含量變化為 0～80%。本課題主要研究了礦渣微粉-普通粉煤灰復(fù)合

3、灰和礦渣微粉-高鈣粉煤灰復(fù)合灰兩種復(fù)合灰摻合料對水泥膠砂以及混凝土的一系列物理力學(xué)性能的影響。物理力學(xué)性能包括水泥水化熱的多少、水化熱放熱速率、水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量、水泥膠砂抗折強(qiáng)度、水泥膠砂抗壓強(qiáng)度、混凝土的坍落度以及坍落度損失、混凝土抗壓強(qiáng)度等。還討論了這兩種復(fù)合灰摻合料對混凝土的耐久性能的影響，主要包括混凝土抗碳化性能、抗氯離子侵蝕性能、抗氣體滲透性能和抗凍融循環(huán)性能等。并通過分析混凝土孔結(jié)構(gòu)的變化以及微觀形貌分析探討了

4、這兩種復(fù)合灰摻合料對水泥混凝土物理力學(xué)性能以及耐久性能的影響機(jī)理。實驗結(jié)果表明，礦渣微粉-粉煤灰復(fù)合灰能夠明顯延緩水泥水化速率，降低水化熱值，顯著增大了水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量，降低了混凝土坍落度，明顯改善了混凝土坍落度經(jīng)時損失的問題。礦渣微粉-普通粉煤灰復(fù)合灰和礦渣微粉-高鈣粉煤灰復(fù)合灰均不利于水泥膠砂早期抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度的發(fā)展，但對水泥膠砂中后期抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度的發(fā)展影響很小，甚至有利于水泥膠砂中后期抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度的

5、發(fā)展。礦渣微粉-普通粉煤灰復(fù)合灰和礦渣微粉-高鈣粉煤灰復(fù)合灰也均不利于混凝土早期和中后期抗壓強(qiáng)度的發(fā)展，尤其是混凝土早期強(qiáng)度降低的幅度更大。礦渣微粉-粉煤灰復(fù)合灰的摻加使得混凝土抗碳化性能有所降低，但仍具有良好的抗碳化性能。一定摻量和適當(dāng)配比的礦渣微粉-普通粉煤灰復(fù)合灰和礦渣微粉-高鈣粉煤灰復(fù)合灰均能明顯改善混凝土的抗氯離子侵蝕性能、抗氣體滲透性能以及抗凍融循環(huán)性能。礦渣微粉-粉煤灰復(fù)合灰對混凝土性能的影響與復(fù)合灰中粉煤灰含

6、量的多少以及復(fù)合灰摻量的大小密切相關(guān)。而混凝土氣體滲透系數(shù)隨著復(fù)合灰中粉煤灰含量的增大則呈現(xiàn)出先逐漸降低而后又增大的趨勢，復(fù)合灰中粉煤灰含量為 40%～50%時，混凝土氣體滲透系數(shù)較小，抗氣體滲透性能較好。一定摻量和適當(dāng)配比的礦渣微粉-普通粉煤灰復(fù)合灰和礦渣微粉-高鈣粉煤灰復(fù)合灰均能夠提高?；炷羶鋈谘h(huán)后的相對動彈性模量也均是隨著復(fù)合灰中粉煤灰含量的增大而逐漸降低。復(fù)合灰摻量為 40%以上，粉煤灰含量為 60%時，混凝土抗

7、凍融循環(huán)能力已經(jīng)低于基準(zhǔn)混凝土，不利于混凝土抗凍融性能的提高。復(fù)合灰中粉煤灰含量的變化對混凝土性能也有著重要的影響。隨著復(fù)合灰中粉煤灰含量的增大，水泥水化熱及水化速率減小，水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量和混凝土坍落度呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢，但混凝土坍落度經(jīng)時損失值變化較?。欢嗄z砂抗折強(qiáng)度以及抗壓強(qiáng)度則呈現(xiàn)出先增大而后又減小的趨勢；混凝土抗壓強(qiáng)度則呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢。但高鈣粉煤灰含量的變化影響相對較小。隨著復(fù)合灰中粉煤灰含量的增大，

8、混凝土抗碳化性能、抗氯離子侵蝕性能、抗氣體滲透性能以及抗凍融循環(huán)性能均有所降低，但變化幅度很小。由混凝土壓汞孔結(jié)構(gòu)以及斷面微觀形貌分析可知，礦渣微粉-粉煤灰復(fù)合灰中的礦渣微粉和粉煤灰參與水泥水化反應(yīng)，生成了一定量水化產(chǎn)物，并且由于礦渣微粉和粉煤灰具有的微集料作用以及反應(yīng)活性等效應(yīng)，改善了混凝土孔結(jié)構(gòu)和內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)，使混凝土孔徑細(xì)化，50nm 以下的孔增多，保證混凝土具有較高強(qiáng)度的同時，同時保證了混凝土具有良好的耐久性能。相比