碱激发大掺量粉煤灰胶凝材料的试验研究.pdf

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1、文章编号：1007-046X(2010)06—0010—03实验研究．碱激发大掺量粉煤灰胶凝材料的试验研究ExperimentalStudyofAlkaliActivatedLarge-VolumeFlyAshCementitiousMaterials李书进，厉见芬(常州工学院土木建筑工程学院，常州213002)摘要：将熟石灰粉、氢氧化钾(KOH)等碱激发剂掺入大掺量粉煤灰胶凝材料中以激发粉煤灰的火山灰活性。通过力学性能t试验并结合XRD测试分析，探讨了碱激发剂对粉煤灰火山灰活性的激发机理。试验结果表明，碱激发剂能够有效地激发粉煤灰的火山灰活性(尤其

2、是早期活性)，复合碱激发剂的作用效果明显优于熟石灰粉单掺的情况。关键词：碱激发；大掺量粉煤灰；胶凝材料；试验研究中图分类号：TU528．043文献标识码：A0前言碱激发剂分别为熟石灰粉、氢氧化钾(KOH)(分析纯)以及两者的混合物。试验采用一种液态聚羧酸高效减水粉煤灰分为高钙灰(c类)和低钙灰(F类)两类，国内粉煤灰大部分属于低钙灰，这种粉煤灰的水化速度慢，剂，掺量为胶凝材料总质量的1．00％。利用率较低，其潜在的火山灰活性需要激发才具有水硬性，表1原材料的化学成分w。％导致粉煤灰胶凝材料的早期强度不高。当粉煤灰掺量较大时火山灰活性更小，在一定程度上

3、限制了粉煤灰的应用。国外标准对粉煤灰掺量控制在20％一40％，研究表明川，粉试验中所用的粉煤灰胶凝材料配合比见表2。其中，煤灰掺量在30％以下时，抗压强度基本保持不变，超过30％MI为基准配合比，粉煤灰掺量占胶凝材料总量的53％，则大幅下降，同时吸水率增大。在工程实践中，粉煤灰的水胶比为0．36；M2是用熟石灰粉等量取代10％的粉煤掺量仅在30％左右，远低于40％的限定值。因此，采取激灰，并作为粉煤灰的碱激发剂；M3是用熟石灰粉等量取发粉煤灰活性的技术措施以加快胶凝材料早期强度的发展，代20％的粉煤灰；M4则是用熟石灰粉等量取代10％的以提高粉煤灰的

4、利用率十分必要。国内外关于提高粉煤灰粉煤灰，并同时掺入占胶凝材料总质量1．00％的氢氧化活性的方法主要有4种：机械活化f粉磨)、热力激发钾(KO／-I)。和化学激发’。机械活化和热力激发都需要耗能，化学表2粉煤灰胶凝材料试验配合比表g编号水泥石灰粉煤灰KOHPCA减水剂砂水激发则施工简便，可利用大量工业废渣。化学激发所用激M1240．300．5．41350195发剂主要有：碱类激发剂、硫酸盐类激发剂和氯盐激发剂M224030270—5．41350195M324060270．5．41350195等。本研究通过掺加碱激发剂以激发大掺量(>50％)粉M42

5、40n270S4S41350195煤灰的活性，提高粉煤灰胶凝材料的早期强度，为制备大1．2采用的试验测定方法掺量粉煤灰砂浆和混凝土提供试验和理论依据。将称量好的粉煤灰、碱激发剂、水泥、标准砂、水和1原材料组成与试验方法适量减水剂经搅拌、振捣制成40mmx40mmx160mm1．1原材料组成和试验配合比胶砂试件。在水泥标准养护箱中养护1d拆模，之后放入所用粉煤灰为Ⅱ级F类低钙粉煤灰，由某混凝土搅水槽中养护到规定龄期。按照GB／T17671—1999《水泥拌站提供；水泥为P．042．5R级，各项技术指标合格，试胶砂强度检验方法(ISO法)》测定试件的力学

6、性能。另外，验所用粉煤灰和水泥的化学成分分析结果见表1。采用的还对养护28d的试件制取粉末试样以进行XRD衍射测试，基金项目：江苏省教育厅“青蓝工程”资助(YW0914)0coALASH6／2010C2相比，由于硅灰具有极强的火山灰效应，因此C3的强填充，减少了颗粒间的空隙从而进一步减少了复合胶凝材度要比c2高。c2与cl相比，由于超细粉煤灰的活性要料体系凝结硬化后的总孔隙率，这就有可能降低混凝土的远远优于普通粉煤灰，因此C2的强度>C1的强度。渗透性。2．3．3混凝土耐久性3结论按照表2的配合比制作混凝土试块，养护至固定龄期测试其电通量，结果见表6

7、。(1)超细粉煤灰内多为表面光滑的球形玻璃微珠，具有良好的形态效应。当与矿粉，硅灰等掺合料复合时，能表6混凝土试块的电通量测试值使形态效应得以复合，具有显著的减水增塑作用。(2)超细粉煤灰含有大量的氧化硅(SiO)和氧化铝(A1：0)，其活性优于普通粉煤灰。当与矿粉，硅灰复合由表6可知，C0电通量最大，c1、c2次之，C3最小。时，其火山灰效应得以复合，使混凝土强度提高。可以看出，掺加了掺合料的混凝土的电通量均要比基准的(3)超细粉煤灰颗粒粒径小，与矿渣，硅灰等不同粒低。这说明复合掺合料的微集料效应得以复合，提高了混径颗粒复合时，可以相互填充水泥颗粒

8、之间的空隙，使微凝土的密实度，降低了孑L隙率。集料效应复合叠加，降低了混凝土的渗透性，提高耐久性。微集料效应