畢業(yè)論文---粉煤灰對(duì)水泥強(qiáng)度的影響規(guī)律

1、<p><b>　　1 緒 論</b></p><p><b>　　1.1 研究背景</b></p><p>　　粉煤灰是一種常見(jiàn)的工業(yè)廢渣，其綜合利用早已引起世界各國(guó)的重視。粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用可追溯到1914年，但由于粉煤灰的結(jié)構(gòu)特征，潛在活性較難激發(fā)，除了大壩硅以外，國(guó)內(nèi)外粉煤灰在水泥及混凝土中的摻量普遍較低。這是因?yàn)椋弘S著粉

2、煤灰摻量的增加，水泥及混凝土的強(qiáng)度下降，尤其是早期強(qiáng)度顯著降低。近年來(lái)由于技術(shù)的進(jìn)步和需求的促進(jìn)，水泥生產(chǎn)的規(guī)模日趨擴(kuò)大，新技術(shù)的涌現(xiàn)層出不窮，水泥質(zhì)量大幅度提高。而且在建筑領(lǐng)域、交通設(shè)施、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、水利工程、海洋開(kāi)發(fā)等方面的應(yīng)用極其廣泛，可以毫不夸張的說(shuō)，在二十一世紀(jì)甚至更長(zhǎng)的時(shí)間里，水泥仍是建材領(lǐng)域的主導(dǎo)品種，是其它材料無(wú)法替代的。近年來(lái)隨著建筑領(lǐng)域要求的日趨提高，水泥產(chǎn)品得到了極大的發(fā)展：粉煤灰硅酸鹽水泥，礦渣硅酸鹽水泥，

3、硅酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥，火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥，高鋁酸鹽水泥，低鈣鋁酸鹽耐火水泥，快硬高強(qiáng)水泥等品種。</p><p>　　粉煤灰在水泥中的應(yīng)用經(jīng)歷了幾十年廣泛的實(shí)驗(yàn)研究和生產(chǎn)應(yīng)用，現(xiàn)在已能大量穩(wěn)定生產(chǎn)，并成為我國(guó)現(xiàn)行五大水泥品種之一。目前，我國(guó)粉煤灰水泥主要有兩大品種，即粉煤灰硅酸鹽水泥和粉煤灰礦渣兩摻的復(fù)合水泥。近年來(lái)許多科學(xué)工作者根據(jù)粉煤灰的特性，研制出一些粉煤灰摻量較多，具有某些特性和特殊用途的水泥，人們

4、稱之為特種水泥：粉煤灰低熱水泥、粉煤灰砌筑水泥（包括純粉煤灰水泥、無(wú)熟料粉煤灰水泥、少熟料粉煤灰水泥和“磨細(xì)雙灰粉”）等。有理由相信，在未來(lái)，隨著粉磨技術(shù)、粉煤灰活化技術(shù)和外加劑的發(fā)展，粉煤灰水泥在國(guó)民生活中會(huì)發(fā)揮出越來(lái)越大的作用，開(kāi)發(fā)低水泥用量、高耐久性水泥基材料是混凝土發(fā)展的方向和未來(lái)。然而在水泥中增加更多的粉煤灰以降低水泥的生產(chǎn)成本，這仍然是一個(gè)非常重要的課題。</p><p>　　1.2 研究目的和意義&

5、lt;/p><p>　　本研究的目的是尋找粉煤灰對(duì)水泥強(qiáng)度的影響規(guī)律和粉煤灰的摻量規(guī)律，在保證粉煤灰水泥早期強(qiáng)度的前提下增加粉煤灰在水泥中的摻入量。通過(guò)大量的研究工作，盡量提高水泥的早期強(qiáng)度和粉煤灰的摻入量。</p><p>　　通過(guò)對(duì)粉煤灰砌筑水泥的實(shí)驗(yàn)研究，我們可以充分了解水泥熟料中摻加粉煤灰得水泥熟料的影響，對(duì)我們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中粉煤灰和水泥熟料的摻加比例有一定指導(dǎo)作用。同時(shí)，在日常生活中，

6、由于使用粉煤灰生產(chǎn)砌筑水泥，不但可以大量節(jié)約能源和成本，且更加有利于我們治理環(huán)境和保護(hù)環(huán)境。</p><p>　　1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　J.G.CABRERAI認(rèn)為磨細(xì)灰影響強(qiáng)度變化的機(jī)理有兩個(gè)方面[1]：一方面主要是物理作用在于減少需水量而不降低混合物的工作度，使水化產(chǎn)物和未水化的粒子更加緊密；另一方面是雙重的化學(xué)作用，包括：(1)延緩C3A和C4AF的水化，其結(jié)果

7、有益于降低水化熱，但更重要的在于延緩了鋁酸鹽的水化過(guò)程，而相反地增加了硅酸鈣的水化，則將使最終強(qiáng)度增長(zhǎng)。(2)粉煤灰的細(xì)度的增高，火山灰反應(yīng)能夠提前。</p><p>　　H.C.A.NIELSEN研究了粉煤灰水泥強(qiáng)度隨粉磨能量和細(xì)磨粉煤灰含量而變化的關(guān)系[2]，增加粉磨細(xì)度，改善了抗壓強(qiáng)度。但是，當(dāng)粉煤灰摻量較高時(shí)，則保留了強(qiáng)度上的差距，而這種差距部分可以通過(guò)延長(zhǎng)粉磨來(lái)消除，但每噸水泥的能量消耗就要高得多。&l

8、t;/p><p>　　上海市建筑科學(xué)研究所的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1.1[3]，粉煤灰細(xì)度的增加，凈漿抗壓強(qiáng)度也增加，特別是7d和28d強(qiáng)度。南京化工大學(xué)最近研究了55%純硅酸鹽水泥+30%礦渣+15%粉煤灰組成的混合水泥中，粉煤灰經(jīng)不同粉磨時(shí)間對(duì)標(biāo)準(zhǔn)砂漿試體強(qiáng)度的影響見(jiàn)表1.2，從表中可以看出，雖然混合水泥中粉煤灰只占15%，但它的粉磨對(duì)強(qiáng)度影響很大，而粉磨時(shí)間的長(zhǎng)短影響差別較小。</p><p>　

9、　表1.1 粉煤灰水泥凈漿的強(qiáng)度/MPa</p><p>　　合肥水泥研究院的研究認(rèn)為[5]，隨著細(xì)度增加，粉煤灰活性明顯增加，尤其是抗折強(qiáng)度提高幅度更大。當(dāng)超過(guò)600m2/kg時(shí)，抗壓強(qiáng)度超過(guò)或接近不摻粉煤灰的純硅酸鹽水泥，當(dāng)細(xì)度大于700m2/kg時(shí)，活性指標(biāo)相對(duì)提高32.57% 。隨著細(xì)度增加，粉煤灰活性提高率下降，北京建材科研所認(rèn)為[6]：在4900孔篩余3.6%， 7.6%， 11.2%. 18.2%的

10、粉煤灰中，以7.6%的強(qiáng)度最高。</p><p>　　西南工學(xué)院材料系的徐彬、呂淑珍、張?zhí)焓痆7]等認(rèn)為在粉煤灰水化過(guò)程中由于水化生成了C2S2H 凝膠和鈣礬石，使粉煤灰表現(xiàn)出一定的水硬活性。因?yàn)槠胀ǚ勖夯宜嘀蟹勖夯业幕钚砸蕾囉谒嗍炝纤a(chǎn)生的氫氧化鈣，所以未加激發(fā)劑的粉煤灰水泥表現(xiàn)為：當(dāng)粉煤灰摻量較低時(shí)，由于粉煤灰水化的滯后，水泥的早期強(qiáng)度低而后期強(qiáng)度有一定的增長(zhǎng)；而當(dāng)粉煤灰摻量較高時(shí)，由于水泥中熟料減少導(dǎo)

11、致其水化生成的氫氧化鈣數(shù)量減少，粉煤灰不能得到充分的激發(fā)，表現(xiàn)為水泥的早期和后期強(qiáng)度都很低[7]。</p><p>　　隨著研究的進(jìn)一步加深，粉煤灰水泥的品質(zhì)出現(xiàn)了小問(wèn)題。朱教群，梅炳初采用低鐵高硫配料方案和串級(jí)粉磨工藝將熟料、混合材、石膏配料, 送入Ⅰ級(jí)磨進(jìn)行粉磨及選粉機(jī)分離; 然后根據(jù)Ⅱ級(jí)磨的能力, 將粗粉部分或全部送入Ⅱ級(jí)磨粉磨; 最后將Ⅱ級(jí)磨的出磨物料與Ⅰ級(jí)選粉機(jī)所選細(xì)粉混合送入成品庫(kù)。優(yōu)化了熟料的礦物組

12、成, 改善粉煤灰水泥的顆粒級(jí)配, 用灼燒高溫石膏代替石膏等技術(shù)措施, 能大幅度提高粉煤灰水泥的品質(zhì), 并能增加混合材的摻量。這不僅能為企業(yè)降低生產(chǎn)成本, 提高經(jīng)濟(jì)效益, 同時(shí)還為水泥生產(chǎn)綜合利用粉煤灰提供有益的技術(shù)途徑[８]。</p><p>　　粉煤灰應(yīng)用在砌筑砂漿和混凝土中的研究也取得了成果。徐玲玲, 楊南如, 鐘白茜[９]在大摻量粉煤灰對(duì)水泥砂漿抗硫酸鹽侵蝕的物理和化學(xué)作用的實(shí)驗(yàn)中，可以認(rèn)為, 水泥砂漿中大

13、量摻人粉煤灰后, 對(duì)鋁酸三鈣礦物的稀釋作用和對(duì)硬化體結(jié)構(gòu)中毛細(xì)孔的填充作用等物理作用, 以及粉煤灰中具有潛在火山灰活性的組分和漿體中氫氧化鈣晶體的化學(xué)作用, 有效地提高了水泥砂漿在3%硫酸鈉溶液和海水中的耐蝕系數(shù)。而經(jīng)過(guò)機(jī)械活化處理的磨細(xì)灰, 由于顆粒分布和顆粒度的優(yōu)化, 滅山灰活性的提高, 其提高水泥砂漿抗蝕性能的作用更佳, 尤其是180天的耐海水侵蝕性能。</p><p>　　秦鴻根，潘鋼華，孫偉[10]等對(duì)

14、摻粉煤灰高性能混凝土的耐久性進(jìn)行了試驗(yàn)研究,結(jié)果表明：①采用Ⅰ級(jí)粉煤灰和高效減水劑雙摻技術(shù)配制的高性能砼,具有較好的物理力學(xué)性能和耐久性。②摻一定量的Ⅰ級(jí)粉煤灰的高性能砼, 其抗硫酸鹽性能較優(yōu): 摻12 %粉煤灰的砼與空白砼相近, 摻24 %粉煤灰的效果最好, 優(yōu)于空白砼; 摻36 %粉煤灰的砼則介于摻12 %與24 %之間。③粉煤灰是砼堿骨料反應(yīng)的良好抑制劑, 摻25 %的Ⅰ級(jí)粉煤灰,可將堿骨料反應(yīng)壓蒸膨脹值降低80 %以上。④本項(xiàng)目

15、配制的高性能砼具有較好的抗碳化和抗鋼筋銹蝕性能。砼的碳化速度隨粉煤灰摻量的提高而加快。在本文試驗(yàn)條件下,摻24 %粉煤灰,28d 碳化深度小于10mm?？逛摻钿P蝕性能接近于同強(qiáng)度等級(jí)的空白砼。</p><p>　　粉煤灰的利用成功研究，使得人們對(duì)“化廢為利”更加關(guān)注，許多人都對(duì)用粉煤灰配制的水泥的強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)試，并且在實(shí)際工程中進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，砌筑水泥的性能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和工程建設(shè)要求。目前，砌筑水泥的生

16、產(chǎn)和使用已經(jīng)在世界中展開(kāi)，它不僅解決了資源緊缺和占用農(nóng)田問(wèn)題，而且又使生產(chǎn)單位找到了一條生產(chǎn)水泥的新道路，同時(shí)也為粉煤灰的開(kāi)發(fā)利用指明了一條新路。</p><p>　　1.4 主要內(nèi)容及技術(shù)路線</p><p>　　1.4.1 研究?jī)?nèi)容</p><p>　?。?）粉煤灰細(xì)度大小對(duì)水泥的強(qiáng)度的影響。</p><p>　?。?）粉煤灰添加量的多

17、少對(duì)水泥的強(qiáng)度的影響。</p><p>　?。?）激發(fā)劑對(duì)粉煤灰水泥強(qiáng)度的影響。</p><p>　　1.4.2 技術(shù)路線</p><p>　　本文采用機(jī)械活化法對(duì)粉煤灰進(jìn)行粉磨制備。通過(guò)控制不同的粉磨時(shí)間調(diào)整粉煤灰的細(xì)度，得到不同細(xì)度的粉煤灰。并用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB177-85«水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法»對(duì)水泥強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)。試驗(yàn)采用350m2/kg、45

18、0m2/kg、550m2/kg3個(gè)不同細(xì)度和50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%幾個(gè)不同摻量進(jìn)行研究粉煤灰對(duì)水泥凈漿強(qiáng)度的影響。</p><p>　　2 粉煤灰性能及其對(duì)水泥強(qiáng)度的影響原理</p><p>　　2.1 粉煤灰的性質(zhì)、形態(tài)與活性特征</p><p>　　2.1.1 粉煤灰的物理性質(zhì)</p><p>

19、;　　粉煤灰外觀類似水泥，顏色從乳白到灰黑，顏色的變化在一定程度上反映它的細(xì)度和含碳量，顏色較黑的粉煤灰中粗粒較多，含碳量較高。其細(xì)度極高，顆粒粒徑在0.5～300μm之間。我國(guó)粉煤灰的平均容重為783kg/m3，平均比重2.14g/cm3，容量和比重可反映其各種組分的相對(duì)含量和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 粉煤灰具有非常大的比表面積，一般為1600～3500 cm2/g，需水量比約為106%。</p><p>　　2.1.2

20、粉煤灰的化學(xué)性質(zhì)</p><p>　　粉煤灰是一種人工火山灰質(zhì)混合材料，它的化學(xué)成份以二氧化硅和三氧化二鋁為主（氧化硅含量在48%左右，氧化鋁含量在27%左右），其它成分為三氧化二鐵，氧化鈣，氧化鎂，氧化鉀，氧化鈉，三氧化硫及未燃盡有機(jī)質(zhì)（燒失量）。它本身略有或沒(méi)有水硬膠凝性，但當(dāng)以粉狀（細(xì)度越小越好）及有水的條件下，在常溫特別是在水熱處理（蒸汽養(yǎng)護(hù)）的條件下，可以與水泥水化后產(chǎn)生的氫氧化鈣或其它堿性氧化物發(fā)生反

21、應(yīng)生成具有膠凝性的水化硅酸鈣。</p><p>　　2.1.3 粉煤灰的存在形態(tài)</p><p>　　粉煤灰是以顆粒形態(tài)存在的，顆粒粒徑主要分布在0.5～300μm的范圍內(nèi)，且這些顆粒的礦物組成、粒徑大小、形態(tài)各不相同。人們通常將其按形狀分為珠狀顆粒和渣狀顆粒兩大類。其中珠狀顆粒包括漂珠(亦稱漂珠形空心微珠，英文為（floaters）、空心沉珠(亦稱空心微珠，英文為Chemosphere

22、)、復(fù)珠(子母珠)、密實(shí)沉珠(實(shí)心沉珠)和富鐵玻璃微珠等五大品種；渣狀顆粒包括海綿狀玻璃渣粒，炭粒、鈍角顆粒，碎顆粒和粘聚顆粒等五大品種。它們組成，組合比例的變化直接影響粉煤灰質(zhì)量的高低。</p><p>　　我國(guó)粉煤灰比表面積的變化范圍在800～5500cm2/g，一般在1600～3500 cm2/g范圍內(nèi)。</p><p>　　2.2 粉煤灰的品質(zhì)指標(biāo)及分類</p>&

23、lt;p>　　1.按GB1596-91標(biāo)準(zhǔn)分類 按GB1596-91標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，將粉煤灰按物理和化學(xué)性質(zhì)劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)等級(jí)。其品質(zhì)指標(biāo)滿足表2.1的規(guī)定。</p><p>　　表2.1粉煤灰品質(zhì)指標(biāo)及分類</p><p>　　2.按粉煤灰顆粒組成及形態(tài)特征分類</p><p>　　根據(jù)上述粉煤灰顆粒組成及形態(tài)特征，粉煤灰的顆粒組成主要有下面三種：<

24、;/p><p>　?。?）玻璃微珠；（2）多孔玻璃體（含多孔玻璃體、多孔微珠及其粘聚體）；（3）多孔碳粒。按照粉煤灰物理化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)并不能完全反映粉煤灰內(nèi)在性能，如粉煤灰的細(xì)度已達(dá)Ⅰ級(jí)指標(biāo)，可需水量的指標(biāo)達(dá)不到Ⅱ級(jí)灰的指標(biāo)，其原因是由于粉煤灰顆粒組成及特征所造成的。大量研究表明顆粒組成及形態(tài)特征是反映粉煤灰的品質(zhì)即粉煤灰內(nèi)部組成及結(jié)構(gòu)的。其分類見(jiàn)表2.2。</p><p>　　表2.2 粉煤灰

25、顆粒組成及形態(tài)特征分類表</p><p>　　2.3 粉煤灰原狀灰與磨細(xì)灰的區(qū)別</p><p>　　原狀灰是指電廠收塵器收集下來(lái)未經(jīng)任何加工處理的粉煤灰。它一般分為I、II、Ⅲ級(jí)。其中I級(jí)灰的需水量比為95，II級(jí)灰的需水量比為105，Ⅲ級(jí)灰的需水量比為115。其中I級(jí)、II級(jí)灰可以不經(jīng)過(guò)活化處理就可直接用于混凝土中，而且具有很好的減水效應(yīng)。能直接收集I級(jí)、II級(jí)灰的電廠多數(shù)具有電收塵

26、設(shè)備，而對(duì)于那些采用機(jī)械收塵的電廠，其收集的粉煤灰一般都屬于Ⅲ級(jí)灰，顆粒較粗，燒失量大，需水量大，不經(jīng)處理不能直接用于水泥和混凝土生產(chǎn)中。需要進(jìn)行脫碳、磨細(xì)才可以使用。在粉煤灰磨細(xì)的過(guò)程中，粉煤灰中那些形狀不規(guī)則或者是粘結(jié)在一起的光滑玻璃微珠、薄壁空心微珠和一些多孔的玻璃熔體在機(jī)械外力的作用下變得光滑或者被破碎，經(jīng)過(guò)粉磨粉煤灰的質(zhì)量得到提高。經(jīng)過(guò)粉磨的粉煤灰與原狀灰相比，細(xì)度更小，相對(duì)密度增加，比表面積急劇增大。隨著細(xì)度的減小，拌和物的

27、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量減少，火山灰效應(yīng)增強(qiáng)，但是并不是粉煤灰磨的越細(xì)越好，當(dāng)粉煤灰細(xì)到一定程度，它對(duì)拌和物來(lái)講，不僅不減水還有可能增加拌和物的用水量。</p><p>　　2.4 粉煤灰三大效應(yīng)</p><p>　　我國(guó)著名學(xué)者沈旦申、張蔭濟(jì)先生早在上世紀(jì)80年代總結(jié)國(guó)內(nèi)外大量研究成果，提出“粉煤灰三大效應(yīng)”理論，科學(xué)全面的闡述了粉煤灰在混凝土及粉煤灰制品中的作用和機(jī)理。對(duì)指導(dǎo)我國(guó)粉煤灰綜合利用

28、起到了積極的作用。</p><p>　　（1） 粉煤灰的“形態(tài)效應(yīng)”：形態(tài)效應(yīng)是指粉煤灰顆粒形貌、粗細(xì)、表面粗糙度、顆粒級(jí)配、內(nèi)外結(jié)構(gòu)等幾何特性在混凝土中產(chǎn)生的各種效應(yīng)。其正效應(yīng)有對(duì)混凝土的減水作用、致密作用及一定的均質(zhì)化作用等綜合結(jié)果。因?yàn)樾螒B(tài)效應(yīng)既直接影響新拌混凝土的流變性質(zhì)，也直接影響硬化中混凝土的初始結(jié)構(gòu)，所以它對(duì)奠定硬化混凝土的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)具有重要意義。在顯微鏡下顯示，粉煤灰中含有70%以上的玻璃微珠，粒

29、形完整，表面光滑，質(zhì)地致密，其形態(tài)效應(yīng)較強(qiáng)。3～35微米的球形顆粒含量越多，其形態(tài)效應(yīng)越大，對(duì)混凝土流動(dòng)性的提高越大。如果保持流動(dòng)性不變，就可以減少用水量，降低水灰比；這種形態(tài)對(duì)混凝土而言，無(wú)疑能起到減水作用、致密作用和勻質(zhì)作用，促進(jìn)初期水泥水化的解絮作用，改變拌和物的流變性質(zhì)、初始結(jié)構(gòu)以及硬化后的多種功能，尤其對(duì)泵送混凝土，能起到良好的潤(rùn)滑作用。由于粉煤灰顆粒呈球形而且表面光滑，粉煤灰在形貌學(xué)上的另一特點(diǎn)是它的不均質(zhì)性，如內(nèi)含較粗的、

30、多孔的、疏松的、形狀不規(guī)則的顆粒占優(yōu)勢(shì)，則不但喪失了所有物理效應(yīng)的優(yōu)越性，而且會(huì)損害混凝土原來(lái)的結(jié)構(gòu)和性能，所得到的是負(fù)效應(yīng)。近年來(lái)，大量的應(yīng)用實(shí)踐都證實(shí)，粉煤灰形態(tài)效應(yīng)的正效應(yīng)占極大</p><p>　?。?） 粉煤灰的“活性效應(yīng)”：粉煤灰的“活性效應(yīng)”因粉煤灰系人工火山灰質(zhì)材料，所以又稱之為“火山灰效應(yīng)”。因粉煤灰中的化學(xué)成份含有大量活性SiO2及Al2O3，在潮濕的環(huán)境中與Ca（OH）2等堿性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反

31、應(yīng)，生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等膠凝物質(zhì)，其典型的化學(xué)反應(yīng)如下：</p><p>　　CH+S+H=C-S-H(高C/S) C-S-H+S+H=C-S-H(低C/S)[12]</p><p>　　對(duì)粉煤灰制品及混凝土能起到增強(qiáng)作用和堵塞混凝土中的毛細(xì)組織，提高混凝土的抗腐蝕能力，活性效應(yīng)認(rèn)為火山灰反應(yīng)主要取決于粉煤灰顆粒表面的化學(xué)和物理特性，在很大程度上受到形態(tài)效應(yīng)的支配，也包括微

32、集料效應(yīng)的影響。比如說(shuō)：粉煤灰中起活性作用的玻璃微珠，在混凝土硬化初期，其表面吸附一層水膜，直接影響粉煤灰火山灰反應(yīng)以及粉煤灰混凝土的強(qiáng)度，粉煤灰中游離氧化鈣、有效堿（氧化鉀、氧化鈉）、硫酸鹽等化學(xué)成分都可以成為粉煤灰活性反應(yīng)的激發(fā)劑。另外還受養(yǎng)護(hù)環(huán)境和條件的重要影響。</p><p>　?。?） 粉煤灰的“微集料效應(yīng)”：是指粉煤灰的微細(xì)顆粒均勻分布于水泥漿體的基相之中，就像微細(xì)的集料。粉煤灰中粒徑很小的微珠和碎

33、屑，在水泥石中可以相當(dāng)于未水化的水泥顆粒，極細(xì)小的微珠相當(dāng)于活潑的納米材料。其作用是與凝膠結(jié)合良好，能使?jié){體中毛細(xì)孔隙“細(xì)化”，還能明顯的改善和增強(qiáng)混凝土及制品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提高勻質(zhì)性和致密性。粉煤灰微集料效應(yīng)突出優(yōu)點(diǎn)在于： 1）粉煤灰玻璃微珠的形態(tài)特征和特性適宜于用作微集料，特別是粒徑為10μm以下的微珠，具有十分良好的減水作用，而且粉煤灰實(shí)心和厚壁空心微珠本身的強(qiáng)度很高，能起到增強(qiáng)水泥漿體的效果。

34、2）粉煤灰玻璃微珠顆粒分散于硬化水泥漿體中，與水泥漿體的結(jié)合養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長(zhǎng)越密實(shí)。3）從摻粉煤灰的水泥漿體的基相整體來(lái)看，毛細(xì)孔隙細(xì)化和致密，而且得到均勻改善，這不僅有利于粉煤灰混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)，對(duì)提高混凝土的耐久性也具有重大意義。</p><p>　　粉煤灰效應(yīng)除了上述三個(gè)基本效應(yīng)外，還具有反應(yīng)混凝土中粉煤灰特殊功能的效應(yīng)，如“免疫效應(yīng)”、“減熱效應(yīng)”、“泵送效應(yīng)”、“美學(xué)效應(yīng)”等不過(guò)它們的機(jī)理卻離不開(kāi)基本效應(yīng)。

35、這三類基本效應(yīng)并不是孤立的，而是相互聯(lián)系，互為補(bǔ)充，同時(shí)存在的。由于正、負(fù)效應(yīng)的交叉，其結(jié)果變化很大。實(shí)際上這三類效應(yīng)是對(duì)粉煤灰存在于混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)中所能表現(xiàn)出來(lái)的定性、定量的隱顯功能的綜合外部描述，能幫助人們?cè)O(shè)計(jì)粉煤灰混凝土材料時(shí)，充分利用粉煤灰在混凝土中的綜合功能，興利除弊，扶正抑負(fù)，從而使粉煤灰對(duì)混凝土性能多做有益的貢獻(xiàn)。這些可以從圖2.1得到直觀的解釋。</p><p>　　1-形態(tài)效應(yīng)（減水或增水）；2

36、-微集料效應(yīng)；3-活性效應(yīng)；4-粉煤灰對(duì)強(qiáng)度的總效應(yīng)</p><p>　　圖2.1 粉煤灰效應(yīng)典型曲線圖</p><p>　　2.5 粉煤灰粉體特性及其對(duì)減水效應(yīng)的影響</p><p>　　具有優(yōu)異的減水效果是粉煤灰用于混凝土中的首要要求，減水效應(yīng)和粉煤灰的顆粒形貌、顆粒粒徑分布、顆粒大小等粉體特性有密切的關(guān)系。水泥和粉煤灰的SEM形貌如圖2.2(ａ)～(b)所示

37、 </p><p>　　圖2.2 水泥和粉煤灰的ＳＥＭ形貌[7]</p><p>　　從圖2.2可以看出，水泥顆粒大部分是具有清晰邊緣或有粗糙邊緣的多面體形狀，顆粒上粘附有細(xì)粉，在新拌水泥漿體中這種多棱角的顆粒彼此間將產(chǎn)生摩擦阻力，降低漿體的流動(dòng)性，得到可塑性漿體時(shí)的需水量或減水劑的用量較大。粉煤灰中主要為球形微珠，在相同條件下，球形顆粒在新拌漿體中的流動(dòng)性要遠(yuǎn)大于棱角顆粒的流動(dòng)性，煤

38、灰的微珠粒徑越小，加水后越容易流動(dòng)，則減水效果也越好。但是粉煤灰中除玻璃微珠外，還含有碳粒，一般粉煤灰碳含量越高，燒失量越大，減水效應(yīng)越不明顯。研究表明新拌漿體的流動(dòng)性和系統(tǒng)的堆積密度有關(guān)，系統(tǒng)組成接近最大堆積密度時(shí)漿體獲得最優(yōu)的流動(dòng)性。 </p><p>　　2.6. 水泥熟料的凝結(jié)機(jī)理</p><p>　　水泥凝結(jié)是水泥水化反應(yīng)的必然結(jié)果，水泥的水化反應(yīng)不僅持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，而且各種水化產(chǎn)物

39、互相干擾，是水泥的水化硬化過(guò)程變得異常復(fù)雜。所以，通常是在先研究水泥單礦物的水化反應(yīng)基礎(chǔ)上再研究硅酸鹽水泥的水化過(guò)程。</p><p>　　2.6.1 水泥熟料的礦物組成</p><p>　　水泥的凝結(jié)時(shí)間主要取決于水泥熟料，這與水泥熟料的礦物組成有很大的關(guān)系。硅酸鹽水泥熟料主要由四種礦物成份構(gòu)成：</p><p>　　硅酸三鈣(3Ca﹒SiO2)，簡(jiǎn)寫為C3S，

40、是硅酸鹽水泥熟料中的主要礦物，其含量通常為50%左右，有時(shí)甚至高達(dá)60%。硅酸三鈣并不以純的形式出現(xiàn)而是含有少量的氧化鎂、氧化鋁等形成固溶體，稱為阿利特(Alite)或A礦。硅酸三鈣加水調(diào)和后，水化較快，凝結(jié)時(shí)間正常[13]。</p><p>　　硅酸二鈣(2CaO﹒SiO2)，簡(jiǎn)寫為C2S，也是水泥熟料的主要礦物組成之一，含量為20%左右。在水泥中固溶有少量氧化物的硅酸二鈣成為貝利特(Belite)，簡(jiǎn)稱B礦。

41、貝利特水化熱較小，抗水性較好，但凝結(jié)時(shí)間緩慢，早期強(qiáng)度低。</p><p>　　鋁酸三鈣(3CaO﹒Al2O3)，簡(jiǎn)寫為C3A，含量為7－15%，是熟料中鋁酸鈣的主要形式。鋁酸三鈣水化迅速，放熱多且凝結(jié)很快，鋁酸三鈣含量的增加是水泥急凝的主要原因。</p><p>　　鐵鋁酸四鈣(4CaO﹒Al2O3﹒Fe2O3)， 簡(jiǎn)寫為C4AF，含量為10－18%，成分接近于組成為C6A2F-C6AF

42、2的鐵相固溶體，簡(jiǎn)稱為才利特(Celite)或稱C礦。鐵鋁酸四鈣的水化速率介于鋁酸三鈣與硅酸三鈣之間[11]。</p><p>　　其中硅酸鈣含量75－82%，而C3A+C4AF只占18－25%。</p><p>　　2.6.2 熟料中各礦物的水化反應(yīng)及方程式</p><p>　　硅酸鹽水泥熟料的這些礦物，它們遇水后將逐步由無(wú)水狀態(tài)變成含水狀態(tài)，這個(gè)過(guò)程稱為水化過(guò)程

43、，熟料礦物這種作用稱為水化作用，它包括遇水化合，遇水分解兩種反應(yīng)，反應(yīng)的生成物中都有含水的化合物存在。具體反應(yīng)如下：</p><p>　　硅酸三鈣(C3S)的水化</p><p>　　C3S一放入水中，將發(fā)生一系列相互依賴的水化過(guò)程。C3S的水化作用、產(chǎn)物以及所形成的結(jié)構(gòu)對(duì)硬化水泥漿體的性能起主導(dǎo)作用。C3S的水化可用下式來(lái)描述：</p><p>　　3CaO

44、83;SiO2+nH2O=xCaO·SiO·yH2O+(3-x)Ca(OH)2</p><p>　　即C3S+nH=C-S-H+(3-x)CH，其中水化硅酸鈣(C-S-H)是一種成分復(fù)雜的無(wú)定形物質(zhì)。</p><p>　　硅酸二鈣(C2S)的水化</p><p>　　C2S的水化過(guò)程與C3S的水化過(guò)程極為相似，但水化速率很慢，約為C3S的1/20

45、左右，其水化反應(yīng)可用下式來(lái)描述：</p><p>　　2CaO·SiO2+mH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH)2</p><p>　　即C2S+mH=C-S-H+(2-x)CH</p><p>　　一些研究發(fā)現(xiàn)，C2S一旦與水接觸，就可以觀察到不均勻的腐蝕現(xiàn)象，15s之內(nèi)，就可以觀察到有水化物形成，不過(guò)以后的發(fā)

46、耄則極其緩慢。</p><p>　　鋁酸三鈣(C3A)的水化</p><p>　　鋁酸三鈣與水反應(yīng)迅速，其水化產(chǎn)物的組成與結(jié)構(gòu)溶液中氧化鈣、氧化鋁離子濃度和溫度的影響很大。在常溫下，鋁酸三鈣依下式水化：</p><p>　　2(3CaO·Al2O3)+27H2O=4CaO·Al2O3·19H2O+2CaO·Al2O3

47、3;8H2O</p><p>　　即2C3A+27H=C4AH19+C2AH8</p><p>　　C4AH19在低于85%的相對(duì)濕度時(shí)，即失去6mol的結(jié)晶水而成為C4AH13和C4AH19、C4AH13和C2AH8均為六方片狀晶體，在常溫下處于介穩(wěn)狀態(tài)，有向C3AH6等軸晶體轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)。</p><p>　　4CaO·Al2O3·13H2O+

48、2CaO·Al2O3·8H2O=2(3CaO·Al2O3·6H2O)+9H2O</p><p>　　即2C3A+C2AH8=2C3AH6+9H</p><p>　　上述過(guò)程隨溫度的升高而加速，而C3A本身的水化熱很高，所以極易按上式轉(zhuǎn)化，同時(shí)在溫度較高(35℃以上)的情況下，甚至還會(huì)直接生成C3AH6晶體</p><p>　　

49、3CaO·Al2O3+Ca(OH)2+12H2O=4CaO·Al2O3·13H2O</p><p>　　即C3A+CH+12H=C4AH13</p><p>　　C4AH13在室溫下能夠穩(wěn)定存在，其數(shù)量迅速增多，就足以阻礙粒子的相對(duì)移動(dòng)。據(jù)認(rèn)為這是使水泥漿體瞬時(shí)凝結(jié)的一個(gè)主要原因。</p><p>　　鐵鋁酸四鈣(4CaO﹒Al2O3﹒

50、Fe2O3)的水化</p><p>　　C4AF的水化速率比C3A略慢，水化熱較低，即使單獨(dú)水化也不會(huì)引起瞬凝。鐵鋁酸鈣的水化反應(yīng)及其產(chǎn)物與C3A極為相似。C4AF按下式進(jìn)行水化：</p><p>　　4CaO·Al2O3·Fe2O3+4Ca(OH)2+22H2O=2[4CaO(Al2O3·Fe2O3)·13H2O]</p><p

51、>　　即 C4AF+4CH+22H=2C4(AF)H13</p><p>　　2.6.3 水泥熟料的水化</p><p>　　水泥熟料加水拌和后，除熟料礦物與水發(fā)生水化作用，生成各種水化產(chǎn)物，水化產(chǎn)物又會(huì)同水泥中的其它組分發(fā)生作用，形成新的水化物，因此水泥熟料的水化作用比各熟料礦物單獨(dú)水化時(shí)要復(fù)雜[15]。</p><p>　　水泥熟料在實(shí)際使用中的水化作用是

52、在少量水中進(jìn)行的，一般加水量約為30－60%左右，當(dāng)硅酸三鈣水解時(shí)，將析出大量氫氧化鈣，使溶液達(dá)到飽和或過(guò)飽和。其水化后生成的主要產(chǎn)物有：氫氧化鈣、C－S－H凝膠和水化鐵酸鈣及它們固溶體。在這些水化產(chǎn)物中，C－S－H凝膠為纖維狀薄片，從各熟料顆粒上向外伸展出去，逐漸形成一連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，與水化鐵酸鈣、氫氧化鈣等晶體互相穿插，填充水泥顆粒空間，增加它們之間粘結(jié)，使水泥強(qiáng)度不斷提高。</p><p>　　2.7 粉

53、煤灰對(duì)水泥強(qiáng)度影響原理</p><p>　　2.7.1 粉煤灰對(duì)水泥水化的影響原理</p><p>　　粉煤灰中含有大量SiO2、AL2O3等能反應(yīng)產(chǎn)生凝膠的活性物質(zhì)，它們?cè)诜勖夯抑幸郧蛐尾Ａw的形式存在，這種球形玻璃體比較穩(wěn)定，表面又相當(dāng)致密，不易水化，水泥粉煤灰早期反應(yīng)主要是水泥遇水后產(chǎn)生水解與水化反應(yīng)，水泥水化生成硅酸鈣晶體，使水泥粉煤灰不僅有較高的早期強(qiáng)度，而且其后期強(qiáng)度也有較大提

54、高[16]。</p><p>　　粉煤灰中含有大量的在熱力學(xué)上處于介穩(wěn)狀態(tài)的玻璃體，因此粉煤灰具有一定的水硬活性[17]。但是這種水硬活性在一定的堿性環(huán)境中才能得到激發(fā)， 因此粉煤灰的活性又是潛在的。在普通粉煤灰水泥中， 粉煤灰潛在活性的發(fā)揮主要依賴于水泥熟料水化產(chǎn)生的Ca(OH ) 2 對(duì)其產(chǎn)生激發(fā)作用， 其反應(yīng)如下：</p><p>　　2SiO 2+ 6Ca(OH) 2+ aq——3

55、CaO ·2SiO 2·nH2O + 3Ca(OH)2</p><p>　　Al2O 3 + 3Ca(OH ) 2 + 3CaSO4 + 23H2O——3CaO ·Al2O 3·3CaSO4·31H2O</p><p>　　Al2O 3 + 3Ca(OH ) 2 + CaSO4 + 9H2O——3CaO ·Al2O 3·

56、CaSO4·12H2O</p><p>　　由于水化生成了C2S2H 凝膠和鈣礬石晶體， 這些晶體產(chǎn)生部分強(qiáng)度，同時(shí)水泥水化生成氫氧化鈣通過(guò)液相擴(kuò)散到粉煤灰球形玻璃體表面，發(fā)生化學(xué)吸附和侵蝕，生成水化硅酸鈣與水化鋁酸鈣，大部分水化產(chǎn)物開(kāi)始以凝膠體出現(xiàn)，隨著凝期的增長(zhǎng)，逐步轉(zhuǎn)化為纖維狀晶體，并隨著數(shù)量的不斷增加，晶體相互交叉，形成連鎖結(jié)構(gòu)，填充混合物的孔隙，形成較高的強(qiáng)度，隨著粉煤灰活性的不斷調(diào)動(dòng)使粉煤灰

57、表現(xiàn)出一定的水硬活性[18]。因?yàn)槠胀ǚ勖夯宜嘀蟹勖夯业幕钚砸蕾囉谒嗍炝纤a(chǎn)生的氫氧化鈣，所以未加激發(fā)劑的粉煤灰水泥表現(xiàn)為：當(dāng)粉煤灰摻量較低時(shí)，由于粉煤灰水化的滯后，水泥的早期強(qiáng)度低而后期強(qiáng)度有一定的增長(zhǎng)；而當(dāng)粉煤灰摻量較高時(shí)，由于水泥中熟料減少導(dǎo)致其水化生成的氫氧化鈣數(shù)量減少，粉煤灰不能得到充分的激發(fā)，表現(xiàn)為水泥的早期和后期強(qiáng)度都很低[19]。</p><p>　　2.7.2 粉煤灰對(duì)水泥強(qiáng)度的影響原理&

58、lt;/p><p>　　粉煤灰大多不具有水凝性，只有在Ca（OH）2存在的條件下，才顯示其膠凝性，其水化大致可描述如下：水泥水化產(chǎn)生堿性的環(huán)境，在Ca（OH）2存在的條件下，由于水電離產(chǎn)生的H3O+質(zhì)子對(duì)粉煤灰顆粒的作用，使其表面電離出SiO4-和H+離子，H+離子擴(kuò)散后粉煤灰顆粒表面呈電負(fù)性，Ca2+離子在靜電引力下被吸收到粉煤灰顆粒周圍，而粉煤灰顆粒中的K+、Na+又溶入液相，于是，粉煤灰顆粒表面剩下了含硅、鋁較

59、多的薄層，SiO4-和AiO2-離子也從這表層逐漸溶出，與周圍的Ca2+離子結(jié)合并沉淀，形成沉淀包裹層，并逐漸變厚。包裹層與粉煤灰顆粒之間包含有極少數(shù)的液相，液相中的K+、Na+、SiO4-和AiO2-離子濃度高于包裹層外的離子濃度，由此產(chǎn)生的滲透壓使包裹層逐漸膨脹，包裹層內(nèi)液相增多，離子濃度增大，滲透壓增大，當(dāng)滲透壓超過(guò)一定值時(shí)，包裹層破裂，接著又開(kāi)始了新的循環(huán)。只有在粉煤灰顆粒包裹層外K+、Na+離子濃度降低后，Ca2+離子才被吸附

60、到包裹層外表面，生產(chǎn)水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣沉淀[13]。由于SiO4-離子半徑大、電荷多，擴(kuò)散比AiO2-離子困難，粉煤灰顆粒表面附近的沉淀主要是水化硅酸鈣凝膠。</p><p>　　2.8 激發(fā)劑對(duì)粉煤灰水泥的影響</p><p>　　粉煤灰水泥漿體中加入活性激發(fā)劑后，能加快水化速度，但生成的水化產(chǎn)物與不摻激發(fā)劑的相類似，在缺少水泥的前提下，單摻激發(fā)劑，粉煤灰的火山灰反應(yīng)難以進(jìn)行。主要

61、原因是粉煤灰的化學(xué)組成中，CaO/SiO2一般為0.10～0.15，比礦渣中相應(yīng)的比值0.8～1.2 小得多，而決定它們潛在活性大小的因素是其中玻璃體含量和組成中CaO/SiO2 的比值。由于CaO/SiO2 值小,玻璃體中[SiO4]4 - 的聚合度高，形成較連續(xù)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所以粉煤灰的活性較低。</p><p>　　粉煤灰水泥漿體中,粉煤灰在水泥水化產(chǎn)物的作用下，[SiO4]4 - 陰離子是一個(gè)解聚—聚合

62、的過(guò)程，雙聚體及其它低聚物有從單體聚合生成及多聚體解聚生成以及自身又解聚的兩重反應(yīng)，因此含量變化缺少規(guī)律。激發(fā)劑的加入使粉煤灰在水泥水化產(chǎn)物和激發(fā)劑的共同作用下，單、雙體的含量及低聚物的總量所提高,提高了粉煤灰的活性,加快了水化速度。 因此，高摻量粉煤灰水泥漿體及混凝土中加入激發(fā)劑對(duì)單體生成有利，能提高低聚物的含量，增加粉煤灰的活性是提高高摻量粉煤灰混凝土早期強(qiáng)度的有效措施[19]。</p><p>　　2.9

63、 粉煤灰細(xì)度對(duì)水泥強(qiáng)度的影響原理</p><p>　　眾所周知，提高粉煤灰細(xì)度能夠提高其活性，即隨著分散程度的增加，比表面積增加，粉煤灰的硅、鋁較多的暴露在界面上，其活性提高[18]，從而提高粉煤灰水泥的強(qiáng)度。</p><p><b>　　3 實(shí)驗(yàn)部分</b></p><p>　　3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 </p><p>

64、<b>　　3.2 原料</b></p><p>　　3.2.1 粉煤灰</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)采用太原市電廠提供的粉煤灰，使用前先進(jìn)行烘干，然后使用粉磨機(jī)對(duì)其粉磨，分別粉磨30，50，70分鐘，其粉煤灰對(duì)應(yīng)細(xì)度為350m2/kg、450m2/kg、550m2/kg。</p><p>　　3.2.2 水泥熟料</p>

65、<p>　　本實(shí)驗(yàn)采用的水泥熟料是由智海水泥廠提供，取熟料30kg經(jīng)實(shí)驗(yàn)室鄂式破碎機(jī)至8mm以下，每次準(zhǔn)確稱取取混合料5kg，在Φ500×500mm的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)?zāi)?nèi)粉磨35min，制成比表面積為350m2/kg的熟料粉。制得熟料粉總量30kg。</p><p><b>　　3.2.3 石膏</b></p><p>　　本實(shí)驗(yàn)采用天然石膏，取石膏10

66、kg經(jīng)實(shí)驗(yàn)室鄂式破碎機(jī)至8mm以下，每次準(zhǔn)確稱取取石膏5kg，在Φ500×500mm的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)?zāi)?nèi)粉磨35min，制成比表面積為350m2/kg的石膏粉。制得石膏粉總量10kg。</p><p>　　3.2.4 激發(fā)劑</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)采用NaCl激發(fā)劑。</p><p><b>　　3.2.5 砂</b></p&

67、gt;<p><b>　　ISO標(biāo)準(zhǔn)砂</b></p><p><b>　　3.2.6 水</b></p><p><b>　　本實(shí)驗(yàn)用自來(lái)水。</b></p><p>　　3.3 水泥配置方案</p><p>　　3種細(xì)度的粉煤灰與水泥熟料粉以確定的比例相配

68、合，并加入5%石膏粉，配制成粉煤灰砌筑水泥。粉煤灰的質(zhì)量摻量分別為50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%，然后分別加入5%的石膏粉，其余為熟料粉。</p><p>　　3. 4 實(shí)驗(yàn)方法</p><p>　　3.4.1 水泥凈漿流動(dòng)度實(shí)驗(yàn)方法</p><p>　　按照GB/T8077-2000《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)定水泥凈

69、漿流動(dòng)度，水灰比取0.37（水泥300g，水111g），主要研究細(xì)度對(duì)水泥流動(dòng)性的影響。</p><p>　　3.4.2 水泥膠砂強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)方法</p><p>　　按照GB/T 17671-1999水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO法），測(cè)定水泥膠砂強(qiáng)度，水灰比取0.5（水泥450g，水225g），主要研究鋼渣礦渣細(xì)度和摻量對(duì)水泥強(qiáng)度的影響。</p><p>　　4

70、試驗(yàn)結(jié)果分析與討論</p><p>　　配制水灰比為0.37的水泥，采用350m2/kg、450m2/kg、550m2/kg3個(gè)不同細(xì)度和50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%幾個(gè)不同摻量進(jìn)行研究粉煤灰對(duì)水泥凈漿各性能進(jìn)行測(cè)定。配成水泥300g，水為111g。</p><p>　　4.1 對(duì)水泥流動(dòng)性的影響</p><p>　　先對(duì)粉煤灰水泥

71、的流動(dòng)性進(jìn)行測(cè)定，進(jìn)行記錄。對(duì)其進(jìn)行比較，找出其規(guī)律。</p><p>　　表4-1粉煤灰水泥的流動(dòng)度</p><p>　　圖4-1 粉煤灰水泥流動(dòng)度與粉煤灰摻量關(guān)系</p><p>　　從圖4-1可以看出，粉煤灰砌筑水泥的流動(dòng)性總趨勢(shì)是隨著粉煤灰摻量的增加而逐漸減小的，在這中間雖然有一兩組數(shù)據(jù)出現(xiàn)波動(dòng)，但在總體上不影響我們對(duì)整個(gè)的分析。粉煤灰砌筑水泥隨著粉煤灰摻量

72、增加流動(dòng)度減小的主要原因還是在于粉煤灰本身就是一種減水劑，它具有良好的減水效應(yīng)，能夠有效吸收水泥凈漿中的水分。從比表面積上來(lái)看，粉煤灰的顆粒越小，它的流動(dòng)度越大，這是因?yàn)榉勖夯业念w粒越小，它吸附水的能力就越小，在粉煤灰水泥凈漿中未被吸附的水就越多，所以它的流動(dòng)性就越大。</p><p>　　4.2 對(duì)水泥強(qiáng)度性能的影響</p><p>　　對(duì)配成的粉煤灰水泥強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)其記錄。下表為

73、不同細(xì)度粉煤灰的不同配比制成砌筑水泥的強(qiáng)度記錄。</p><p>　　表4—1為不同細(xì)度粉煤灰摻量多少不加激發(fā)劑與加之間的試驗(yàn)結(jié)果 </p><p>　　從上表可以看出，粉煤灰細(xì)度大小和摻加量的多少都對(duì)粉煤灰砌筑水泥的強(qiáng)度性能有一定的影響。根據(jù)表4-1，我們分別畫出各細(xì)度加激發(fā)劑前后的3d、7d、

74、28d強(qiáng)度曲線趨勢(shì)圖。</p><p>　　圖4-1不同細(xì)度不同摻量粉煤灰不加激發(fā)劑水泥3d強(qiáng)度</p><p>　　圖4-2不同細(xì)度不同摻量粉煤灰不加激發(fā)劑水泥7d強(qiáng)度</p><p>　　圖4-3不同細(xì)度不同摻量粉煤灰不加激發(fā)劑水泥28d強(qiáng)度</p><p>　　圖4-4不同細(xì)度不同摻量粉煤灰加激發(fā)劑水泥3d強(qiáng)度</p>&

75、lt;p>　　圖4-5不同細(xì)度不同摻量粉煤灰加激發(fā)劑水泥7d強(qiáng)度</p><p>　　圖4-6不同細(xì)度不同摻量粉煤灰加激發(fā)劑水泥28d強(qiáng)度</p><p>　　從表4-1的數(shù)據(jù)和上圖可以看出，粉煤灰的細(xì)度大小和粉煤灰摻量的多少都對(duì)粉煤灰水泥強(qiáng)度的大小有很大的影響。首先從圖上可以看出，隨著粉煤灰摻量的增加，水泥的強(qiáng)度逐漸的減小。這主要是因?yàn)榉勖夯以谒嘀胁黄鹉z凝材料的作用，粉煤灰大多不

76、具有水凝性，只有在Ca（OH）2存在的條件下，才顯示其膠凝性。當(dāng)粉煤灰摻量較低時(shí)， 由于粉煤灰水化的滯后， 水泥的早期強(qiáng)度低而后期強(qiáng)度有一定的增長(zhǎng)； 而當(dāng)粉煤灰摻量較高時(shí)， 由于水泥中熟料減少導(dǎo)致其水化生成的氫氧化鈣數(shù)量減少， 粉煤灰不能得到充分的激發(fā)， 表現(xiàn)為水泥的早期和后期強(qiáng)度都很低。提高粉煤灰細(xì)度能夠提高其活性，即隨著分散程度的增加，比表面積增加，粉煤灰的硅、鋁較多的暴露在界面上，其活性提高，從而提高粉煤灰水泥的強(qiáng)度。但粉煤灰過(guò)細(xì)

77、，在水泥熟料水化過(guò)程中大量進(jìn)入水泥熟料中，產(chǎn)生堆積，反而影響了水泥的強(qiáng)度。 </p><p>　　4.3 加激發(fā)劑對(duì)水泥強(qiáng)度的影響</p><p>　　保持實(shí)驗(yàn)材料不變，加入1.5%的NaCl，總材料300g，則需要加入4.5g的NaCl，將加入激發(fā)劑前后的強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比。然后分別畫出比表面積為350 m2/kg、450 m2/kg、550 m2/kg時(shí)添加激發(fā)劑前后粉煤灰水泥3d、7d、2

78、8d的強(qiáng)度圖。</p><p>　　表4-2 粉煤灰細(xì)度為350m2/kg時(shí)加入激發(fā)劑對(duì)粉煤灰水泥強(qiáng)度的影響</p><p>　　圖4-7 粉煤灰細(xì)度為350 m2/kg加激發(fā)劑強(qiáng)度趨勢(shì)</p><p>　　表4-3 粉煤灰細(xì)度為450m2/kg時(shí)加入激發(fā)劑對(duì)粉煤灰水泥強(qiáng)度的影響</p><p>　　圖4-8 粉煤灰細(xì)度為450 m2/kg加

79、激發(fā)劑強(qiáng)度趨勢(shì)</p><p>　　表4-4 粉煤灰細(xì)度為550m2/kg時(shí)加入激發(fā)劑對(duì)粉煤灰水泥強(qiáng)度的影響</p><p>　　圖4-9 粉煤灰細(xì)度為550 m2/kg加激發(fā)劑強(qiáng)度趨勢(shì)</p><p>　　從圖可以看出，無(wú)論細(xì)度的大小，加入激發(fā)劑后，粉煤灰水泥強(qiáng)度從3d到28d都得到了明顯的提高。但是隨著粉煤灰摻量的增加，激發(fā)劑提高強(qiáng)度的效果越來(lái)越不明顯，這是因?yàn)?/p>

80、無(wú)論是粉煤灰還是氯化鈉，它們都是在水泥熟料水化后生成的Ca(OH)2下產(chǎn)生作用。隨著粉煤灰逐漸增加，越來(lái)越多的粉煤灰與Ca(OH)2產(chǎn)生作用，從而影響了氯化鈉對(duì)其的影響。</p><p><b>　　4.4 膠砂強(qiáng)度</b></p><p>　　從資料上查的砌筑水泥國(guó)際抗折抗壓要求（表4-5 ）</p><p>　　表4-5 砌筑水泥國(guó)標(biāo)抗折

81、抗壓要求</p><p>　　膠砂實(shí)驗(yàn)材料和凈漿實(shí)驗(yàn)材料保持一致，砂采用標(biāo)準(zhǔn)砂，水灰比為0.5，實(shí)驗(yàn)后所測(cè)數(shù)據(jù)如下表（表4-6）</p><p>　　表4-6 抗壓抗折強(qiáng)度</p><p>　　根據(jù)上表數(shù)據(jù)分別作出做出膠砂強(qiáng)度和凈漿強(qiáng)度的關(guān)系圖，進(jìn)行比較，找出符合國(guó)際要求的水泥。</p><p>　　表4-7 比表面積350m2/kg凈漿強(qiáng)度

82、與膠砂強(qiáng)度對(duì)照</p><p>　　圖4-12 比表面積為350m2/kg的膠砂-凈漿強(qiáng)度關(guān)系</p><p>　　表4-8 比表面積450m2/kg凈漿強(qiáng)度與膠砂強(qiáng)度對(duì)照</p><p>　　圖4-13比表面積為450m2/kg的膠砂-凈漿強(qiáng)度關(guān)系</p><p>　　表4-9比表面積550m2/kg凈漿強(qiáng)度與膠砂強(qiáng)度對(duì)照</p>

83、;<p>　　圖4-14 比表面積為550m2/kg的膠砂-凈漿強(qiáng)度關(guān)系</p><p>　　通過(guò)觀察上圖， C3不符合要求，可以肯定B1、C1、C2符合國(guó)際要求。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過(guò)程中有許多人為因素，其它的可以再通過(guò)28d強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)證。</p><p><b>　　5　實(shí)驗(yàn)結(jié)論</b></p><p>　　5.1 粉煤灰摻量對(duì)水泥性能

84、的影響</p><p>　　通過(guò)此次試驗(yàn)，在摻不摻激發(fā)劑的情況下，水泥的流動(dòng)度、各齡期的抗壓強(qiáng)度均隨粉煤灰摻量的增加不斷降低。當(dāng)粉煤灰摻量較高時(shí)，強(qiáng)度下降幅度提高。</p><p>　　5.2 細(xì)度對(duì)水泥性能的影響</p><p>　　在剛開(kāi)始時(shí)，粉煤灰細(xì)度增大，水泥的強(qiáng)度增加。但達(dá)到一定值時(shí)，粉煤灰過(guò)細(xì)而在水化過(guò)程中形成堆積，從而影響水泥強(qiáng)度。</p>

85、;<p>　　5.3 激發(fā)劑對(duì)水泥強(qiáng)度的影響</p><p>　　激發(fā)劑對(duì)粉煤灰水泥的強(qiáng)度有很大的提高，但隨著粉煤灰逐漸增加，這種提高的程度越來(lái)越小。</p><p>　　5.4 符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的砌筑水泥組分</p><p>　　通過(guò)與GB/T 3183-2003《砌筑水泥》中的7天抗折抗壓強(qiáng)度的對(duì)比，可以得出細(xì)度450m2/kg時(shí)粉煤灰摻量為5

86、0%和細(xì)度550m2/kg時(shí)粉煤灰摻量為50%、55%均可以達(dá)到強(qiáng)度等級(jí)為12.5的砌筑水泥的要求。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 賀文斌，黃燕生.無(wú)機(jī)膠凝材料，武漢工大出版社， 1915，167～169.</p><p>　　[2] 沈威，黃文熙，閡盤榮.水泥工藝學(xué)，武工大出版社. 1991，(7)

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92、;p>　　[17] 王鶴增，馬振英. 粉煤灰的綜合利用及其經(jīng)濟(jì)性簡(jiǎn)介，北京電動(dòng)經(jīng)濟(jì)學(xué)院.2001，4～7.</p><p>　　[18] Amman Katz：Fly-ash blended cement Actifed by a strong base，Proceedings of the 10th International Congress on the chemistry of cement， Vo

93、l3：3iio83， 4PP Gothenburg， Sweden， 1997.</p><p>　　[19] 蔣林華,林寶玉,蔡躍波. 激發(fā)劑對(duì)粉煤灰水泥膠凝材料水化性能的影響，河海大學(xué)學(xué)報(bào).2005，28（3）: 95～98.</p><p>　　[20] Luchangao， The research of the reactive product and mineral phase

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95、co-cement；2001，97～103..</p><p>　　[22] SHICai-jun，QIAN Jue-sh.i High performance cementingmate-rials from industrial slags[J]. Resources Conservation and Recy-cling， 2000， 29(3): 195～207.</p><p>

96、　　[23] 徐紅.粉煤灰在建筑砂漿中的水化機(jī)理和粉煤灰效應(yīng)，電力環(huán)境保護(hù).2000，16：16～18.</p><p>　　[24] Amman Katz：Fly-ash blended cement Actifed by a strong base，Proceedings of the 10th International Congress on the chemistry of cement.1997，13

97、：83～87 .</p><p>　　[25] 頗承越，趙玉周. 粉煤灰膠凝材料綜述，房材與應(yīng)用.1999，4：41～46 .</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　時(shí)光如水，日月如梭，短暫而充實(shí)的學(xué)術(shù)之旅即將結(jié)束。在畢業(yè)論文完成之際，有太多的事瀝瀝在目，宛如昨日，記憶猶新?；厥状髮W(xué)四年生活，有過(guò)失落，但更多的是收獲。&

98、lt;/p><p>　　在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，導(dǎo)師xx老師給予了我較多指點(diǎn)，并且對(duì)我所遇到的難題給予及時(shí)幫助，對(duì)我提出的問(wèn)題及時(shí)反饋，保證了課題順利的按進(jìn)度進(jìn)行，再次表示衷心的感謝！同時(shí)xx老師也給予了我細(xì)心的指導(dǎo)和幫助。另外，從xx老師和xx老師身上我看到了一名科技工作者所獨(dú)有的嚴(yán)謹(jǐn)、塌實(shí)的工作作風(fēng)，實(shí)事求是的工作態(tài)度。有了這些，我相信，在我以后的工作和學(xué)習(xí)路上，我會(huì)受益終生！同時(shí)實(shí)驗(yàn)室的工作人員以及同一課題組的同學(xué)也給

99、予了我莫大的幫助與支持，使得論文得以按時(shí)、保質(zhì)的完成，再次一并表示深深的感謝！</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次完全、系統(tǒng)的總結(jié)。本次設(shè)計(jì)鍛煉了我的動(dòng)手能力，培養(yǎng)了我獨(dú)立思考的能力，使我受益頗多。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我對(duì)水泥有關(guān)知識(shí)有了進(jìn)一步的了解，對(duì)等有了一個(gè)比較深刻的認(rèn)識(shí)。的確學(xué)到了不少書本以外的東西，懂的了實(shí)驗(yàn)在科學(xué)研究中的重要性，為以后繼續(xù)深造學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。</p><

100、;p>　　由于實(shí)驗(yàn)條件及其他種種因素的限制，使得很多工作沒(méi)來(lái)得及做更細(xì)致的分析和進(jìn)一步的研究，論文中的錯(cuò)誤和不足之處也再所難免，再次懇求各位老師及同學(xué)批評(píng)指正。</p><p>　　再次感謝我的良師、益友，以及一切在設(shè)計(jì)期間幫助和鼓勵(lì)過(guò)我的老師和同學(xué)。畢業(yè)在即，祝大家身體健康，工作順利，萬(wàn)事如意。</p><p>　　感謝所有關(guān)心和幫助過(guò)我的人，謝謝！感謝我的母?！獂x大學(xué)，愿母校