輔助性膠凝材料粒度分布對水泥性能的影響.pdf

1、大量的工業(yè)冶金廢渣和燃煤飛灰具有潛在的水化活性，可作為輔助性膠凝材料生產(chǎn)復合水泥。傳統(tǒng)的水泥行業(yè)都是采用熟料和輔助膠凝材料混合粉磨的方式制備復合水泥，由于熟料和輔助性膠凝材料易磨性差異大，造成水泥中各組分顆粒分布不合理，生產(chǎn)的復合水泥普遍存在早期強度低、凝結時間長和摻量低等問題。因此，研究輔助性膠凝材料粒度分布對水泥基材料性能的影響對于高效利用輔助性膠凝材料的水化活性、提高復合水泥性能非常重要。
　　本文選取低鈣粉煤灰和 Si-M

2、n礦渣兩種輔助性膠凝材料，通過旋風分級機分別將粉煤灰和 Si-Mn礦渣精確分為細、中、粗（D50=5.06μm、15.63μm、35.01μm及 D50=6.87μm、17.85μm、56.4μm）三個粒度區(qū)間。實驗系統(tǒng)研究了粉煤灰和 Si-Mn礦渣粒度、摻量對水泥砂漿力學性能和抗化學侵蝕性能的影響，并探討了粉煤灰和 Si-Mn礦渣粒度分布對水泥漿體水化產(chǎn)物、水化熱、微觀結構及化學侵蝕水化產(chǎn)物的影響。研究結論如下：
　?。?）細粒

3、度區(qū)間粉煤灰具有更高的CaO、SO3、堿性氧化物和燒失量，不同粒度粉煤灰顆粒礦物組成基本一致；隨著粉煤灰粒徑的增加，表面光滑的球形顆粒減少。隨著 Si-Mn礦粉粒徑的增加， SiO2、Al2O3和 SO3含量減少，而 CaO、MnO、BaO和 TiO2含量增加；石英和鋁酸鈣衍射峰強度隨 Si-Mn礦粉粒徑增加而減??；越粗的Si-Mn礦渣顆粒由更多棱角分明、表面密實的顆粒組成。
　?。?）粉煤灰水泥砂漿隨著粉煤灰摻量的增加，各齡期強

4、度都下降。而細粒度和中粒度 Si-Mn礦渣水泥后期膠砂強度隨著礦渣摻量增加而增加。隨著粉煤灰和 Si-Mn礦渣顆粒粒徑的減小，水泥砂漿的各齡期強度增加。
　?。?）粉煤灰和 Si-Mn礦渣顆粒粒度對水泥漿體孔結構分布有顯著影響，隨著粉煤灰和 Si-Mn礦渣粒徑的減小，水泥漿體最可幾孔徑減小。
　?。?）粉煤灰的摻入抑制了水泥水化放熱速率和累積放熱量，水化12h左右，各水泥漿體出現(xiàn)了明顯的加速期放熱速率峰，且細粒度粉煤灰水泥的

5、放熱速率峰值明顯高于中和粗粒度粉煤灰水泥漿體。水化120h時，隨著粉煤灰粒徑減小，水泥漿體累積放熱量都明顯增加。Si-Mn礦渣顆粒的摻入明顯促進了水泥水化早期和水化后期的水化速率，且細粒度 Si-Mn礦粉水泥具有更高的水化速率。水化24h內(nèi)，硅酸鹽水泥的累積放熱量明顯高于Si-Mn礦粉水泥，各粒度 Si-Mn礦粉水泥累積放熱曲線幾乎一致。水化24h以后， Si-Mn礦渣水泥累積放熱量大幅度增加且隨 Si-Mn礦粉粒徑減小，水泥累積放熱量

6、增加幅度越大。
　　（5）水化3d時，不同粒度粉煤灰和 Si-Mn礦渣水泥漿體 Ca(OH)2峰的強度無明顯差異；水化60d時，隨著粉煤灰和 Si-Mn礦渣粒徑的減小， Ca(OH)2峰的強度降低。細，中粒度區(qū)間 Si-Mn礦渣和粉煤灰顆粒能有效降低 Ca(OH)2含量。越細的粉煤灰顆粒和 Si-Mn礦渣顆粒其表面生成的水化產(chǎn)物越多且粉煤灰顆粒表面水化生成的是一種Ca/Si=0.74的C-S(Al)-H凝膠，Si-Mn礦渣顆粒表面

7、水化生成的是一種Ca/Si=1.54的C-S（Al， Mg）-H凝膠。
　?。?）粉煤灰和 Si-Mn礦渣水泥砂漿分別在硫酸鹽中侵蝕28d和60d時抗蝕系數(shù)達到最大值。水泥各齡期抗蝕系數(shù)隨粉煤灰和 Si-Mn礦渣顆粒粒徑的減小而增加，細、中粒度粉煤灰和 Si-Mn顆粒能有效提高的水泥抗硫酸鹽侵蝕性。粉煤灰水泥砂漿在模擬海水中，隨侵蝕齡期的延長，其抗蝕系數(shù)持續(xù)增加，而 Si-Mn礦渣水泥砂漿侵蝕28d齡期時抗蝕系數(shù)出現(xiàn)最大值。隨著粉

8、煤灰和 Si-Mn礦渣粒徑的減小，各齡期抗蝕系數(shù)都明顯增加。
　?。?）硫酸鹽侵蝕初期，水泥漿體生成的石膏和鈣礬石晶體衍射峰并不明顯。侵蝕150d時，隨著粉煤灰和 Si-Mn礦渣粒度減小，水泥漿體中鈣礬石和石膏衍射峰強度降低。水泥漿體在模擬海水中侵蝕產(chǎn)物主要為 Ca4Al2O6Cl2·10H2O（Friedel’s鹽），侵蝕28d時，粉煤灰和 Si-Mn礦渣粒度對侵蝕水化產(chǎn)物 Friedel’s鹽生成量無明顯影響；侵蝕150d時，