輔助性膠凝材料粒度分布對(duì)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(fù)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(fù)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(fù)合水泥普遍存在早期強(qiáng)度低、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)和摻量低等問題。因此，研究輔助性膠凝材料粒度分布對(duì)水泥基材料性能的影響對(duì)于高效利用輔助性膠凝材料的水化活性、提高復(fù)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(fēng)分級(jí)機(jī)分別將粉煤灰和 Si-Mn礦渣精確分為細(xì)、中、粗（D50=5.06μm、15.63μm、35.01μm及 D50=6.87μm、17.85μm、56.4μm）三個(gè)粒度區(qū)間。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究了粉煤灰和 Si-Mn礦渣粒度、摻量對(duì)水泥砂漿力學(xué)性能和抗化學(xué)侵蝕性能的影響，并探討了粉煤灰和 Si-Mn礦渣粒度分布對(duì)水泥漿體水化產(chǎn)物、水化熱、微觀結(jié)構(gòu)及化學(xué)侵蝕水化產(chǎn)物的影響。研究結(jié)論如下：
　?。?）細(xì)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(qiáng)度隨 Si-Mn礦粉粒徑增加而減?。辉酱值腟i-Mn礦渣顆粒由更多棱角分明、表面密實(shí)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(qiáng)

4、度都下降。而細(xì)粒度和中粒度 Si-Mn礦渣水泥后期膠砂強(qiáng)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(qiáng)度增加。
　?。?）粉煤灰和 Si-Mn礦渣顆粒粒度對(duì)水泥漿體孔結(jié)構(gòu)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(xì)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(shí)，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(jìn)了水泥水化早期和水化后期的水化速率，且細(xì)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。
　?。?）水化3d時(shí)，不同粒度粉煤灰和 Si-Mn礦渣水泥漿體 Ca(OH)2峰的強(qiáng)度無明顯差異；水化60d時(shí)，隨著粉煤灰和 Si-Mn礦渣粒徑的減小， Ca(OH)2峰的強(qiáng)度降低。細(xì)，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(xì)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(shí)抗蝕系數(shù)達(dá)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(xì)、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(zhǎng)，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(shí)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(shí)，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(qiáng)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(shí)，粉煤灰和 Si-Mn礦渣粒度對(duì)侵蝕水化產(chǎn)物 Friedel’s鹽生成量無明顯影響；侵蝕150d時(shí)，