芻議粉煤灰粒度分布對(duì)水泥性能的影響

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1、材料應(yīng)用芻議粉煤灰粒度分布對(duì)水泥性能的影響楊慧珍（山西省建筑材料工業(yè)設(shè)計(jì)研究院，山西太原030013）摘要：粉煤灰是熱電廠煤粉經(jīng)燃燒后形成的粉狀硅酸鹽物質(zhì)，作為活性水泥混合材料廣泛用于水泥生產(chǎn)，但是，原始化學(xué)組成及熱力過程的不一致，導(dǎo)致其活性有較大的差異。目前大多數(shù)研究課題圍繞著粉煤灰化學(xué)成分、化學(xué)活性以及如何進(jìn)行活性激發(fā)、粉煤灰的摻入對(duì)復(fù)合膠凝材料漿體及混凝土性能的影響等方面展開。關(guān)鍵詞：粉煤灰；粉煤灰粒度；水泥性能中圖分類號(hào)：TQ172.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1674－3024（2014）8－23－03GB/T17671-1999測(cè)定；水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量

2、、凝結(jié)時(shí)間、安前言定性按GB/T1346-2011測(cè)定；粉煤灰的粒度用LS230型激光Mehta發(fā)現(xiàn)，粉煤灰的粒度分布對(duì)粉煤灰水泥的水化及粒度分析儀測(cè)定。性能具有重要的影響。如果粉煤灰的顆粒級(jí)配不合理，則無3結(jié)果與分析法充分發(fā)揮其潛在水化活性，難以獲得最佳水泥性能，故而進(jìn)行摻加不同粒度分布的粉煤灰的水泥物理性能試驗(yàn)，考察各水泥試樣物理性能測(cè)試結(jié)果見表4了粉煤灰的粒度分布對(duì)水泥性能影響規(guī)律，并通過粉煤灰粒表4水泥性能測(cè)試結(jié)果度分布與水泥性能之間的灰色關(guān)聯(lián)度進(jìn)行了解釋。1試驗(yàn)原料3熟料：取自山水集團(tuán)，密度ρ＝3.09g／cm，熟料化學(xué)組成及率值見表１表1熟料的化學(xué)組

3、成粉煤灰：取自山東省棗莊市上聯(lián)王朝水泥廠，密度ρ＝2.45g32／cm，初始比表面積S＝389m／kg，粉煤灰的化學(xué)組成見表2表2粉煤灰的化學(xué)組成二水石膏：取自山東省棗莊上聯(lián)王朝水泥有限公司，SO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38.92%。2試驗(yàn)方案2.1試驗(yàn)步驟3.1粉煤灰的粒度分布對(duì)水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量的影響熟料和石膏分別經(jīng)顎式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)初步破碎至粒度分布對(duì)水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量的影響如圖１所示。由圖可見，粉煤灰摻入量相同時(shí)，試樣F1～F5的標(biāo)準(zhǔn)稠度需＜5mm，然后在，500mm×500mm標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)?zāi)C(jī)內(nèi)粉磨至比2水量逐漸增加。原因是：試樣F1～F5隨著粉磨時(shí)間的延長(zhǎng)，表面

4、積為360m／kg，將粉煤灰分別粉磨至比表面積389，2粉煤灰細(xì)顆粒含量逐漸增大，比表面積逐漸增加，與水接觸540，606，680，765m／kg。試樣編號(hào)分別為F1、F2、F3、后，大部分的水分子被細(xì)粉煤灰顆粒所吸附，此時(shí)物理填充F4、F5，利用勃式透氣儀和Malvern激光粒度測(cè)試儀分別測(cè)作用不再是主導(dǎo)作用，而要獲得相同的標(biāo)準(zhǔn)稠度，需水量逐試粉煤灰的比表面積和粒度分布，粒度分布測(cè)定結(jié)果見表3漸增加；此外，粉磨過程中，粉煤灰中的球狀體被破壞，粉表3粉煤灰的顆粒分布煤灰滾珠效應(yīng)被削弱，減弱了粉煤灰的減水能力。3.2粉煤灰的粒度分布對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響粒度分布對(duì)水

5、泥凝結(jié)時(shí)間的影響如圖2、圖3所示，由圖可見，粉煤灰摻入量相同時(shí)，試樣F1～F5的初凝時(shí)間、終凝時(shí)間均呈現(xiàn)逐漸降低的發(fā)展趨勢(shì)，原因是：試樣F1～F5隨著粉磨時(shí)間延長(zhǎng)，粉煤灰細(xì)顆粒含量逐漸增大，即由機(jī)械固定石膏摻入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，摻入質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為力所引起粉煤灰結(jié)構(gòu)變化，如晶型轉(zhuǎn)變、晶格畸變與缺陷的10%、15%、20%、25%的粉煤灰與水泥熟料配合并混合均勻顆粒數(shù)量越多，粉煤灰的反應(yīng)活性升高，單位時(shí)間內(nèi)消耗更后進(jìn)行水泥性能檢驗(yàn)。多的Ca（OH）2，粉煤灰的火山灰反應(yīng)程度越高，從而加速2.2測(cè)定方法了水泥熟料的水化，生成更多的水化產(chǎn)物相互搭接成網(wǎng)狀結(jié)水泥比表面積按G

6、B/T8074-2008測(cè)定；水泥膠砂強(qiáng)度按構(gòu)，縮短了水泥的初凝時(shí)間和終凝時(shí)間。2014年第8期建筑建材裝飾23材料應(yīng)用3.4水泥水化試樣的SEM測(cè)定結(jié)果與分析圖６為粉煤灰水泥（質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為10%）水化3d的試樣SEM照片。圖6水化3ｄ的試樣SEM照片由F1～F5的SEM照片看出，各個(gè)試樣的硬化水泥漿體的圖1粉煤灰粒度分布對(duì)標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量的影響結(jié)構(gòu)存在明顯的差異．試樣中，水化硅酸鈣凝膠填充于空間網(wǎng)絡(luò)骨架中，其結(jié)構(gòu)均勻性和致密度良好．在粉煤灰摻入量相同時(shí)，由于0～5μm、5～10μm粉煤灰顆粒含量所占比例升高，粉煤灰活性提高，可消耗較多的Ca（OH）2，形成C-S

7、-H凝膠，因而降低了硬化漿體的孔隙率，提高其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。3.5灰色關(guān)聯(lián)分析灰色關(guān)聯(lián)分析是基于行為因子序列微觀或宏觀的幾何接近，以分析和確定因子間的影響程度或因子對(duì)主行為的貢獻(xiàn)測(cè)度而進(jìn)行的一種分析方法。利用灰色關(guān)聯(lián)分析，對(duì)水泥的強(qiáng)度和粉煤灰顆粒的粒度區(qū)間進(jìn)行縱向研究，確立影響水泥強(qiáng)度和圖2粉煤灰粒度分布對(duì)水泥初凝時(shí)間的影響強(qiáng)度發(fā)展的優(yōu)勢(shì)顆粒區(qū)間，為優(yōu)化粉煤灰的粒度分布、確立合理的粉磨機(jī)制和選粉機(jī)的操作參數(shù)提供理論和決策依據(jù)。以粉煤灰質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%時(shí)的3d、28d抗壓強(qiáng)度為母序列，以相應(yīng)各組粉煤灰的粒度分布為子序列列于表5，并由此計(jì)算出粉煤灰粒度分布與各齡期水泥抗壓

8、強(qiáng)度的關(guān)聯(lián)度及關(guān)聯(lián)極性，