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1、磷渣对混凝土的影响1. 对混凝土强度的影响 磷渣的主要成分是硅酸盐和铝酸盐玻璃体,玻璃体含量在85%～90%,另外还含有少量细小晶体,结晶相中有假硅灰石、石英、方解石、氟化钙、硅酸二钙和硅酸三钙存在,因此磷渣具有较高的矿物活性。 不具备水硬活性,掺入混凝土后,必须被水泥熟料的水化产物氢氧化钙碱性激发才能产生水化反应,生成胶凝性水化产物,因此磷渣的水化比水泥熟料慢;另一方面磷渣对水泥混凝土具有缓凝作用。 因而使磷渣混凝土早期强度有所降低。不过,根据一般规律,若水泥早期水化被抑制,其晶体“生长发育”条件好,使水化产物的质量显著提高,水泥石结构更加紧密,内部孔隙率下降,气孔直径变小,因而
2、对混凝土后期强度发展有利,从而使混凝土后期强度提高。此外,磷渣具有较高的活性,其二次水化反应会提高水泥石强度;改善界面结构和孔径分布,使混凝土后期强度提高。矿物超细粉与高效减水剂共掺时,对水泥浆体的填充与分散效果更好,这是由于高效减水剂既破坏了水泥浆体的絮凝结构,也破坏了超细粉的絮凝结构,使两者更好的填充与分散。微观机理研究证明,磷渣粉掺入水泥浆体后,能显著地改善硬化浆体的孔结构,使大孔减少,小孔增多,磷渣粉浆体的Ca(OH)2显著减少,C-S-H增多,结构致密,强度增加。2. 对混凝土凝结时间的影响 磷渣对水泥混凝土的缓凝作用有两方面原因:一是液相中[PO4]3-等磷酸根离子的存在限
3、制了AFt的形成,而[SO4]2-离子又阻止了“六方水化物”向C3AH6的转化。确切地说,当P2O5与石膏共存时,它们的复合作用延缓了C3A的整个水化过程,即C3A的水化停留在生成“六方水化物”层阶段,既没有AFt生成,也无C3AH6生成。王绍东等人通过XRD分析,证实了该观点的正确性。二是磷渣中少量的P2O5和F与水泥水化析出的Ca(OH)2反应,生成难溶的氟羟磷灰石和磷酸钙,沉淀于水泥熟料颗粒表面生成保护性薄膜,阻止水化而延长凝结时间。此外,根据缓凝剂的作用机理,掺入磷渣后,相应减少了熟料中铝酸三钙的含量,使磷渣这种缓凝作用的时间延长,因而增强了磷渣的缓凝作用。3. 对混凝土耐久性能
4、的影响 磷渣的掺入,取代了部分水泥,并抑制了水泥的早期水化,因此对混凝土的早期强度影响较大,但有研究指出水泥的早期水化慢,可以改善晶体的发育条件,使水化产物质量提高,使水泥石结构致密,孔隙率下降,孔径细小,有利于混凝土的后期强度。另外磷渣有较高的活性,其二次水化反应比较完全,能够增加混凝土胶结产物数量,细化孔径,降低孔隙率,提高水泥石强度,并可以改善混凝土界面过渡区结构。因此磷渣混凝土具有较高的后期强度,较高的抗拉强度和极限拉伸值,并具有较高的抗渗能力。 由于掺入磷渣后对混凝土的碱度影响不大,因而其抗碳化能力和抗冻性有所提高。另外,根据文献[7]的实验结果,磷渣掺量达70%时,钢筋均
5、处于钝化状态,因此掺入磷渣不会降低混凝土的护筋性。实验结果表明磷渣是一种可用于高性能混凝土的优良的掺和料,其强度和变形性能以及抗渗耐久性能均优于同等掺量下的磷渣混凝土。
