鋼渣及脫硫石膏_粉煤灰復(fù)合膠凝材料的改性研究

1、吳敏 1, 施惠生 1,2( 1.同濟(jì)大學(xué) 環(huán)境材料研究所, 上海 200092; 2.同濟(jì)大學(xué) 先進(jìn)土木材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 上海 200092)摘要: 研究了單摻鋼渣對脫硫石膏- 粉煤灰復(fù)合膠凝體系的影響。在引入鋼渣的根底上, 用復(fù)摻礦物外加劑水泥與石灰的方法對復(fù)合膠凝體系改性; 并在此根底上, 探討了傳統(tǒng)的堿激發(fā)與硫酸鹽激發(fā)對該復(fù)合膠凝體系的影響, 選取的化學(xué) 激發(fā)劑有 Na2SO4、CaCl2、Al2(SO4)318H2O、KOH。 用 XRD 與 SEM 對較優(yōu)配比的試樣各齡期水化產(chǎn)物種類及形貌進(jìn)行觀 測, 在此根底上, 對復(fù)合膠凝體系的水化反響及其進(jìn)程進(jìn)行分析。最后, 對較優(yōu)配比

2、的復(fù)合膠凝材料的各項(xiàng)根本性能進(jìn) 行檢測, 結(jié)果顯示, 該復(fù)合膠凝材料性能優(yōu)異。關(guān)鍵詞: 鋼渣; 脫硫石膏; 粉煤灰; 激發(fā)劑; 水化產(chǎn)物; 改性Abstract: The effect of steel slag on the properties of flue gas desulphurization gypsum (FGD)- fly ash (FA) composite was studied. Then steel slag was introduced to the composite and mineral additives (cement and hydrated lime)

3、 were used to modify the composite system. Based on this, the effect of two traditional ways of activating cement- based materials: alkaline activation and sulfate activation on the properties was also studied and the chemical activators such as Na2SO4, CaCl2, Al2 (SO4)318H2O and KOH were chosen. XR

4、D and SEM were used to study the kinds and configuration of the hydration products. Then the hydration reaction and its process were analyzed. Moreover, the basic property of the best composite were tested. The result showed that this kind of cementitious materials obtained excellent properties.Key

5、words: steel slag; FGD; fly ash; activator; hydrate; modificationFirst author s address: Institute of Environmental Materials, Tongji University, Shanghai 200092, China中圖分類號: 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A文章編號: 1002- 9877( 2021) 07- 0001- 050引言鋼渣具有與硅酸鹽水泥熟料類似的化學(xué)組成。但為 市 售 產(chǎn) 品 ; Na2SO4、CaCl2、Al2 (SO4)318H2O、KOH 均為分析純。原材料的化學(xué)

6、成分見表 1 和表 2。表 1%原材料的化學(xué)成分是, 受其形成過程的影響, 鋼渣的化學(xué)成分、礦物組成波動大; 鋼渣中含有大量的鐵和含鐵元素的化合物, 難以磨至理想的細(xì)度; 鋼渣的活性低, 水化速度慢、早 強(qiáng)低; 鋼渣中含有的游離 CaO、MgO 在水化反響后期 產(chǎn) 生 體 積 膨 脹 。 這 些 原 因 使 得 鋼 渣 當(dāng) 前 利 用 率 不 到 10%1。文獻(xiàn)2研究得出, 控制脫硫石膏的煅燒溫 度為 600且保溫 2h, 對脫硫石膏- 粉煤灰復(fù)合膠凝 體系的增強(qiáng)效果較好。本文在此根底上, 向復(fù)合體系 中引入鋼渣, 探索鋼渣對復(fù)合膠凝體系的影響; 并通 過參加礦物外加劑與化學(xué)激發(fā)劑的方法對復(fù)合

7、體系進(jìn)行改性, 得到一種新型的綠色復(fù)合膠凝材料。1 原材料和試驗(yàn)方法1.1 原材料鋼渣微粉是上海寶冶協(xié)力渣研中心鋼渣微粉站 生產(chǎn)的型鋼渣粉, 燒失量為 3.95%, 磨細(xì)后比外表 積為 400m2/kg, 45m 篩余 %; 脫硫石膏取自杭州 半山電廠的灰白色原狀脫硫石膏, 原狀脫硫石膏自由 水含量為 18.56%; 粉煤灰為上海寶鋼發(fā)電廠排放, 比外表積為 385m2/kg; 水泥為 PO 級水泥; 消石灰表 2 鋼渣微粉的化學(xué)成分%試驗(yàn)方法將熱處理后的脫硫石膏以及粉煤灰、鋼渣等原料按規(guī)定的摻量復(fù)配, 其中水固比為 , 試件尺寸為 20mm20mm20mm(特 殊注明除外), 試件 脫 模

8、后 在空氣中自然養(yǎng)護(hù)至待測齡期, 參照 GB/T176711999 進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測試。膠凝材料的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝 結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法參照 GB/T13462001, 收縮試驗(yàn)方法參照J(rèn)C/T6031995。SO3CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgOFeOMFeP2O5fCaO原料SO3CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgONa2OK2OTiO2脫硫石膏粉煤灰水泥消石灰- 2 -渣摻量為 40%時(shí), 和 30%摻量的試樣相比, 除了 FGD/FA 為 37 的試樣在 56d 時(shí)強(qiáng)度呈增加趨勢以外, 其 余各試樣各齡期強(qiáng)度都有一定程度的減少。從表 3 中將所得較優(yōu)配比的復(fù)合膠凝材料試樣

9、按標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量加水, 充分拌和均勻后分裝在數(shù)只塑料袋 中。 將塑料袋密封, 在(202)的 環(huán)境下養(yǎng)護(hù)到各齡 期, 再用無水乙醇終止水化。終止水化后的試樣用來 進(jìn)行 XRD 與 SEM 分析。2 試驗(yàn)結(jié)果與討論 單摻鋼渣對脫硫石膏- 粉煤灰復(fù)合膠凝材料抗 壓強(qiáng)度的影響鋼渣及其摻量對脫硫石膏(FGD)- 粉煤灰(FA)復(fù) 合膠凝材料抗壓強(qiáng)度的影響見表 3, 其中、和 分別表示 FGD/FA 為 28、37 和 46。還可以看出,對于不同的 FGD/FA 體系, 隨著 FGD量的增加, 體系強(qiáng)度也隨之增加。通過以上分析可見, 鋼渣的摻入確實(shí)能提高脫硫 石膏- 粉煤灰復(fù)合膠凝體系的活性, 和未摻試

10、樣相比, 抗壓強(qiáng)度有較大程度的增長; 隨著鋼渣摻量的增加, 當(dāng)摻量較小時(shí), 一些試樣的早期強(qiáng)度呈現(xiàn)出降低趨 勢, 而后期強(qiáng)度卻有較好的增長。而當(dāng)摻量增加到一 定程度時(shí), 不管是早期強(qiáng)度還是后期強(qiáng)度均下降。這 是由于鋼渣的早期活性低, 發(fā)生化學(xué)反響慢, 因此其 早期強(qiáng)度也就低。當(dāng)鋼渣摻量的增加至一定值時(shí), 體 系中游離的 MgO 和 CaO 到達(dá)一定值, 它們的水化產(chǎn) 物發(fā)生膨脹就足以對體系強(qiáng)度的開展造成有害的影 響, 造成體系的強(qiáng)度下降。 可以看出, 同樣是強(qiáng)度下 降, 早期和后期的原因是截然不同的, 但都是由鋼 渣的本質(zhì)所決定的。所以, 單摻鋼渣改性脫硫石膏- 粉 煤灰復(fù)合膠凝體系時(shí), 鋼渣

11、應(yīng)適量, 考慮到安定性等 因素, 鋼渣摻量不宜超過 20%。2.2礦物外加劑水泥、石灰復(fù)摻對鋼渣- 脫硫石膏- 粉煤灰復(fù)合膠凝材料抗壓強(qiáng)度的影響采用正交試驗(yàn)研究水泥與石灰復(fù)摻對鋼渣- 脫硫 石膏- 粉煤灰復(fù)合膠凝體系抗壓強(qiáng)度的影響。 選取 FGD/FA、鋼 渣摻量 、水 泥石灰總摻量以及水泥/石灰 作為影響因素, 將各自的 3 種變化作為水平, 見表 4, 采用正交表 L9(34), 以抗壓強(qiáng)度作為考核指標(biāo)進(jìn)行正 交試驗(yàn), 結(jié)果見表 5。表 4 因素水平表表 3不同鋼渣摻量下各體系的抗壓強(qiáng)度MPa由表 3 可見, 摻鋼渣后早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度都有較大程度的提高。當(dāng)鋼渣摻量由 0 增加至 10%時(shí)

12、, 對 于不同的 FGD/FA 試樣, 它們各個(gè)齡期的強(qiáng)度均成倍 增加, 且 FGD/FA 越小, 增加的幅度就越大。鋼渣摻量 由 10%增至 20%時(shí), 試樣的 7d 及 14d 強(qiáng)度除了 FGD/ FA 為 28 的試樣 7d 強(qiáng)度有較小程度的增加外, 其余 各 試 樣 均 發(fā) 生 了 一 定 程 度 的 減 小 , 而 它 們 的 28d 和 56d 強(qiáng)度較 10%摻量的試樣卻都有一定程度的提 高, 特別是 56d 強(qiáng)度增加明顯, FGD/FA 為 28、37 以 及 46 的試樣分別增加了 130%、85%和 78%。鋼渣摻 量繼續(xù)由 20%增加至30%時(shí), 各試樣不僅 7d 和 14

13、d 強(qiáng)度繼續(xù)呈現(xiàn)減小趨勢, 28d 強(qiáng)度也全部減小, 56d 強(qiáng) 度除了 FGD/FA 為 28 的試樣發(fā)生了 15%的增加以外, 其余兩個(gè)試樣也都發(fā)生了較小程度的減小。至鋼表 5 同時(shí)給出了 3d 抗壓強(qiáng)度的 K、K 和 R 計(jì)算結(jié)果。由此看出, FGD/FA 是對體系影響最重要的因 素, 各因素影響程度由大到小依次為: FGD/FA鋼渣 摻量水泥石灰總量水泥/石灰。 最優(yōu)配比為: FGD/ FA 為 46, 鋼渣摻量為 10%, 水泥石灰總量為 15%, 水泥/石灰為 12。同理, 可得出 7d 抗壓強(qiáng)度最重要的影響因素為 FGD/FA, 影響程度大小依次為 FGD/FA水泥石灰總 量=水

14、泥/石灰鋼渣摻量。最優(yōu)配比為: FGD/FA 為 46,鋼渣摻量為 10%, 水泥石灰總量為 10%, 水泥/石灰因素A FGD/FAB鋼渣摻量/%C水泥石灰總摻量/%D水泥/石灰12810521237201011346301512鋼渣摻量/%7d14d28d56d010203040圖 1 Na2SO4 對復(fù)合膠凝體系抗壓強(qiáng)度的影響吳 敏, 等: 鋼渣及脫硫石膏- 粉煤灰復(fù)合膠凝材料的改性研究- 3 -為 21; 28d 抗壓強(qiáng)度最 重 要 的 影 響 因 素 為 FGD/FA,影響程度大小依次為 FGD/FA鋼渣摻量水泥/石灰= 水泥石灰總量。 最優(yōu)配比為: FGD/FA 為 46, 鋼渣摻

15、表 7 各齡期抗壓強(qiáng)度成效系數(shù)處理結(jié)果量為 20%,為 11。水泥石灰總量為 5%或 10%,水泥/石灰表 5正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)結(jié)果綜合考慮各齡期強(qiáng)度, 礦物外加劑水泥與石灰復(fù)摻的鋼渣- 脫硫石膏- 粉煤灰復(fù)合膠凝體系的最優(yōu)配 比為: FGD/FA 為 46, 鋼渣摻量為 10%, 水泥石灰總 量為 15%, 水泥/石灰為 11。 后文以此配比試樣( 即 H7) 為參照樣。 化學(xué)激發(fā)劑對水泥與石灰石復(fù)摻的鋼渣- 脫硫 石膏- 粉煤灰復(fù)合膠凝材料抗壓強(qiáng)度的影響2.3.1 Na2SO4 的影響Na2SO4 的影響見圖 1。從圖 1 可以看出, 對于 3d 抗壓強(qiáng)度, 在 Na2SO4 摻量小于 3

16、%時(shí), 各試樣的強(qiáng)度 值與未摻的參照樣相比都有所增加, 摻量 1%、2%和 3%的試樣分別增加了 %、%和 %; 當(dāng)摻 量到達(dá) 4%時(shí), 強(qiáng)度值下降了 16.19%。7d 強(qiáng)度和 28d 強(qiáng)度也表現(xiàn)出和 3d 強(qiáng)度相似的規(guī)律, 摻量在 3%以下 時(shí), 強(qiáng)度和參照樣相比持平或有所增加, 摻量到達(dá) 4%時(shí), 強(qiáng)度下降。上述各項(xiàng)有 3 個(gè)強(qiáng)度考核指標(biāo), 要反映其綜合影響, 可以采用成效系數(shù)法3。 此法規(guī)定考核指標(biāo)值最高的成效系數(shù)是 1, 其余指標(biāo)的成效系數(shù)為該考核指 標(biāo)值與最高指標(biāo)值之比, 這樣, 0di1, 總成效系數(shù)3d= d1d2d3 , 其中 d1、d2 和 d3 分別為 3d、7d 和 2

17、8d 的抗壓強(qiáng)度的成效系數(shù), 其大小反映了 3 個(gè)指標(biāo)的總體情況, 數(shù)據(jù)處理結(jié)果見表 6 和表 7。根據(jù)以上分析, 對該復(fù)合膠凝體系, 適宜摻量的Na2SO4 能在一定程度上激發(fā)體系的水化活性, 提高體 系的強(qiáng)度。Na2SO4 的適宜摻量為 1%, 其和基準(zhǔn)樣相 比, 3d、7d 和 28d 強(qiáng)度分別增加了 %、%與 33.73%。2.3.2 CaCl2 的影響CaCl2 是水泥工業(yè)常用的早強(qiáng)劑與促凝劑, 它促 凝 早 強(qiáng) 的 主 要 原 因 是 CaCl2 能 與 溶 液 中 可 溶 性 的 Al2O3 和 CaO 結(jié)合, 迅速生成氯鹽。CaCl2 的影響見圖 2。從圖 2 可以看出, 對于

18、3d 抗 壓強(qiáng)度, 只有摻量為 1%的試樣大于未摻 CaCl2 的參 照樣, 其余試樣均小于參照樣的值, 且隨著摻量的增加, 3d 抗壓強(qiáng)度值呈現(xiàn)下降趨勢。對于 7d 抗壓強(qiáng)度,表 6成效系數(shù)處理結(jié)果試樣號d1d2d3dH1H2H3H4H5H6H7H8H9試樣號FGD/FA鋼渣摻 量/%水泥石 灰總摻 量/%水泥/石灰抗壓強(qiáng)度/MPa3d7d28dH128(1)10(1)5(1)21(1)H228(1)20(2)10(2)11(2)H328(1)30(3)15(3)12(3)H437(2)10(1)10(2)12(3)H537(2)20(2)15(3)21(1)H637(2)30(3)5(1)

19、11(2)H746(3)10(1)15(3)11(2)H846(3)20(2)5(1)12(3)H946(3)30(3)10(2)21(1)K1K2K3K12.61*K2K33.89*2.48*2.41*R#指標(biāo)ABCDK10.69* K20.67*K30.92*0.67*R#圖 2 CaCl2 對復(fù)合膠凝體系抗壓強(qiáng)度的影響圖 3 Al2(SO4)318H2O 對復(fù)合膠凝體系抗壓強(qiáng)度的影響圖 4 KOH 對復(fù)合膠凝體系抗壓強(qiáng)度的影響A- CaSO42H2O, B- CaSO4, C- CaCO3, E- 鈣礬石,P- Ca(OH)2, M- 莫來石圖 5 復(fù)合膠凝材料的 XRD 圖- 4 -摻

20、量為 2%與 3%的試樣大于參照樣, 1%與 4%的試樣值小于參照樣, 且 4%的試樣外表可見裂紋。所有摻入 CaCl2 的試樣的 28d 強(qiáng)度均小于參照樣。降低; 當(dāng)摻量超過 3%時(shí), 強(qiáng)度有所增加, 但仍大大小于 未 摻 KOH 的 參 照 樣 強(qiáng) 度 值 。 28d 抗 壓 強(qiáng) 度 , 只 有 1%摻量的試樣比未摻的參照樣有所增加, 增幅 為 2.88%; 其余各試樣的抗壓強(qiáng)度值均小于參照樣。以 上 分 析 說 明 , CaCl2 不 適 宜 做 該 復(fù) 合 膠 凝 體系的化學(xué)激發(fā)劑。2.3.3Al2(SO4)318H2O 的影響Al2(SO4)318H2O 的影響見圖 3。從圖 3 可

21、以看出, 對于 3d 抗壓強(qiáng)度, 只有當(dāng) Al2(SO4)318H2O 的摻量達(dá) 到 4%時(shí), 強(qiáng)度值和參照樣相比才有所提高, 提高了 8.57%; 7d 強(qiáng)度只有摻量為 3%的試樣低于參照樣的 數(shù)值, 其余都有增加, 以摻量為 1%的試樣增加最多, 達(dá) 到 57.35%; 2% 和 4% 摻 量 的 試 樣 分 別 增 加 2.21% 和 %; 對于 28d 強(qiáng)度, 摻入了 Al2(SO4)318H2O 的 試樣均大于基準(zhǔn)樣, 1%、2%、3%和 4%摻量的試樣分 別提高了 %、%、%與 %。 這說明 Al2 (SO4)318H2O 的 摻 入 很 好 的 提 高 了 復(fù) 合 膠 凝 體 系

22、的后期強(qiáng)度。以上分析說明, KOH 也不適宜做該復(fù)合膠凝體系的化學(xué)激發(fā)劑。2.4摻入 Al2 (SO4)318H2O 鋼渣- 脫硫石膏- 粉煤灰 復(fù)合膠凝材料水化過程與水化產(chǎn)物利用摻量為 4%的化學(xué)激發(fā)劑 Al2 (SO4)318H2O 改性的鋼渣- 脫硫石膏- 粉煤 灰 復(fù) 合 膠 凝 材 料 的 3d 與 28d XRD 圖見圖 5。綜合考慮, Al2 (SO4)318H2O 適宜做復(fù)合膠凝體系的化學(xué)激發(fā)劑, 其適宜摻量為 4%。2.3.4KOH 的影響KOH 的影響見圖 4。從圖 4 可以看出, KOH 對該 復(fù)合膠凝體系抗壓強(qiáng)度的影響表現(xiàn)出其對礦渣、水泥 與石灰復(fù)摻復(fù)合膠凝體系影響相似

23、的規(guī)律。KOH 的 參加降低了復(fù)合膠凝體系 3d 和 7d 的抗壓強(qiáng)度, 在3%摻量以下時(shí), 隨著 KOH 摻量的增加, 強(qiáng)度值逐漸由圖 5 可知, 水化 3d 時(shí), 試樣 XRD 圖譜上有明顯的無水石膏 、二 水石膏特征峰, 且二水石膏特征峰 尤為明顯。這一方面是由于體系中的無水石膏局部轉(zhuǎn) 化為二水石膏; 另一方面更重要的原因是由于體系中參加的化學(xué)激發(fā)劑 Al2(SO4)318H2O, 為體系參加了較多的活性的 SO4 , 與體系中游離出來的Ca 以及 H2O2-2+圖 6 復(fù)合膠凝材料的 SEM 圖吳 敏, 等: 鋼渣及脫硫石膏- 粉煤灰復(fù)合膠凝材料的改性研究- 5 -結(jié)合生成次生二水石膏

24、。體系中二水石膏量的增加,表現(xiàn)為二水石膏峰峰強(qiáng)的增加。此外, 鈣礬石的特征 峰已顯而易見, 說明游離出來的 Ca2+、活 性SiO2、Al2O3 以及 CaSO42H2O 已經(jīng)發(fā)生了化學(xué)反響。Ca(OH)2 的特 征峰也比擬明顯, 這說明 Ca(OH)2 未被完全消耗, 也 就是說此時(shí)鋼渣以及粉煤灰的活性尚未被充分激發(fā)。在圖譜上也可見 CaCO3 特征峰, 這可能是原料脫硫石 膏與粉煤灰中帶進(jìn)來的雜質(zhì), 也可能是由于該試樣 中的 Ca(OH)2 和空氣中的 CO2 發(fā)生化學(xué)反響產(chǎn)生的, 因?yàn)楹?3d 試樣相比, 28d 試樣特征峰似有所增加。粉 煤灰中帶進(jìn)來的莫來石相不參與水化反響, 其特征峰

25、 不隨反響齡期的增加而變化。當(dāng)水化反響進(jìn)行到 28d 時(shí), 仍可以發(fā)現(xiàn)二水石膏 特征峰峰強(qiáng)較強(qiáng), 且鈣礬石峰的強(qiáng)度有一定程度的增 加。 這是因?yàn)榇紊嘣黾恿梭w系二水石膏的 量, 雖然鈣礬石的生成反響消耗局部二水石膏, 但是 由于體系中的無水石膏在反響中不斷轉(zhuǎn)化為二水石 膏, 所以總體表現(xiàn)出體系中的二水石膏量似無很大程 度的減少。Ca(OH)2 特征峰變得不可見, 一方面可能是 和體系中的活性 SiO2、Al2O3 反響以及二水石膏生成 鈣礬石; 另一方面就是 Ca (OH)2 與 SiO2 以及H2O 結(jié) 合, 生成 C- S- H 凝膠, 可見 XRD 圖案背底顯著增強(qiáng)。復(fù)合膠凝材料的

26、 3d 與 28d SEM 圖見圖 6。鈣礬石晶簇, 大量的凝膠填充于空間。水化產(chǎn)物的增多, 提高了復(fù)合膠凝材料的密實(shí)程度, 使其強(qiáng)度得以 增加。3鋼渣- 脫硫石膏- 粉煤灰復(fù)合膠凝材料的基本性能復(fù)合膠凝材料的較優(yōu)配合比為: FGD/FA 為 46, 鋼渣摻量為 10%, 水泥石灰總量為 15%, 水泥/石灰 為 11, 外摻 4%的化學(xué)激發(fā)劑 Al2(SO4)318H2O, 其基 本性能見表 8。由表 8 可知, 該復(fù)合膠凝材料是較輕 質(zhì) 的 體 系 。 強(qiáng) 度 發(fā) 展 較 好 , 28d 抗 壓 強(qiáng) 度 能 達(dá) 到 24MPa。 由于體系中含有大量的粉煤灰以及一定 量的鋼渣, 可以預(yù)測其后

27、期強(qiáng)度有較好的強(qiáng)度增進(jìn) 率。28d 時(shí)的收縮率是負(fù)值, 說明該復(fù)合膠凝材料具 有微膨脹性能,能夠補(bǔ)償在水化過程中發(fā)生的體系收 縮。表 8 復(fù)合膠凝材料的根本性能注: 強(qiáng)度測試試件規(guī)格: 40mm40mm160mm。4結(jié)論1)鋼渣取代局部脫硫石膏與粉煤灰, 能在一定程度上增加體系的水化活性, 提高體系的抗壓強(qiáng)度, 但這種增強(qiáng)作用有限?？紤]到體積安定性等問題, 本試 驗(yàn)得出對于脫硫石膏- 粉煤灰的復(fù)合體系, 單摻鋼渣 時(shí)其摻量不宜超過 20%。2)對于鋼渣- 脫硫石膏- 粉煤灰的復(fù)合體系, 礦物 外加劑水泥、石灰復(fù)摻可以進(jìn)一步激發(fā)體系的活性,此 時(shí) 較 優(yōu) 的 配 比 為 : FGD/FA 為 4

28、 6, 鋼 渣 摻 量為 10%, 水泥石灰總量為 15%, 水泥/石灰為 11。3) 在礦物外加劑的根底上外摻少量化學(xué)激發(fā)劑 能提高復(fù)合膠凝體系的抗壓強(qiáng)度。 本試驗(yàn)條件下, CaCl2 與 KOH 并不能起到激發(fā)該體系的作用。1%摻 量的 Na2SO4 能起到一定程度的激發(fā)效果, 但效果不 及 Al2(SO4)318H2O, 后者的較優(yōu)摻量為 4%。4) 由于礦物激發(fā)劑及化學(xué)激發(fā)劑的綜合激發(fā)作 用, 復(fù)合體系的反響活性得到較大程度的提高, 在早 期即開始發(fā)生水化反響。 水化產(chǎn)物主要有鈣礬石晶 體、二 水石膏晶體 、水 化硅酸鈣凝膠及水化鋁酸鈣凝 膠等。隨著水化反響齡期的增加, 水化產(chǎn)物持續(xù)增

29、多; 各種水化產(chǎn)物相互交織在一起, 填充試樣的內(nèi)部空 隙, 提高了體系的密實(shí)程度, 使體系的強(qiáng)度及其他各項(xiàng)性能都有較大程度的提高。從圖 6 可以看出, 3d 時(shí)的水化產(chǎn)物主要為一些絮凝狀膠體、柱狀二水石膏晶體。雖然 XRD 圖上顯示 有鈣礬石晶體, 但是在 SEM 圖上并未見到清晰的針 狀或柱狀鈣礬石。粉煤灰圓球外表已經(jīng)被“腐蝕, 凝 膠將其外表團(tuán)團(tuán)覆蓋, 鋼渣外表也已經(jīng)有發(fā)生反響的 跡象。并且在視域內(nèi)可見一些小的圓球狀物質(zhì), 似水 化產(chǎn)物而不像粉煤灰顆粒。至水化反響到 28d 時(shí), 這 些小球狀物質(zhì)更加明顯, 這和 和 通 過 環(huán) 境 掃 描 電 鏡 看 見 的 水 化 鋁 酸 鈣 形 貌

30、極 為 相 似4, 說明該小球極有可能為水化鋁酸鈣。由于體系中 參加了化學(xué)激發(fā)劑 Al2(SO4)318H2O, 在反響初期生成 大量二水石膏, 二水石膏和 Ca(OH)2 及水分子結(jié)合, 生成了水化鋁酸鈣。隨著反響齡期的增加, 更多的水化產(chǎn)物生成, 從 28d 試樣的形貌圖上還可以發(fā)現(xiàn)一些體積 密度/(kg/m3)標(biāo)準(zhǔn) 稠度 用水 量/%凝結(jié)時(shí)間/(h:min)抗折強(qiáng)度/MPa抗壓強(qiáng)度/MPa收縮率(28d)10- 4初凝終凝3d7d28d3d7d28d1 490453:185:22- -6-低熱硅酸鹽水泥道路混凝土性能的研究徐俊杰 1, 吳笑梅 1,2, 樊粵明 1,2(1.華南理工大學(xué)材

31、料學(xué)院, 廣東 廣州510640; 2.華南理工大學(xué)教育部特種材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣東 廣州510640)摘要: 分別將低熱水泥與 2 種普通硅酸鹽水泥在相同的試驗(yàn)條件下進(jìn)行了水泥膠砂干縮性能 、抗 沖擊性能以及道路混凝土的耐磨性能的測試。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果 , 比照了 3 種不同水泥對膠砂和混凝土性能的影響程度, 并通過低熱水泥膠砂的 性能探討, 分析了其對道路混凝土性能的影響。關(guān)鍵詞: 低熱硅酸鹽水泥; 道路混凝土; 物理性能Abstract: The drying shrinkage and shock resistance of cement mortar and abrasion resis

32、tance of concrete were measured with low- heat Portland cement and other two ordinary cements in the same test condition respectively. According to the test result, the cause and effect of the performance of concrete with this special cement was discussed then.Key words: low- heat Portland cement; pavement concrete; physical performanceFirst author s address: School of Materials Science and Engineering of South China University of Technology, G