外加剂与活性矿物掺合料对粉煤灰加气混凝土性能的影响.pdf
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1、浙 江建 筑 , 第 2 8卷 , 第 1期 , 2 0 1 1年 1月 Z h e j i a n g C o n s t r u c t i o n,Vo 1 2 8,No 1,J a n 2 0 1 1 外加剂 与活性矿物掺合料对粉煤灰 加气混凝 土性 能的影响 Th e Eff e c t o f Ad dit i v e s a n d Ac t i v e Mi n er aI Ad m ix t ur e s on t h e Per f or man c e o f Fl y As h Aer a t e d Con c r e t e 岳涛 , 窦广 陵 YUE T ao,D
2、O U Gu a n g l i n g ( 重庆交通大学材料系 , 重庆 4 0 0 0 7 4) 摘要: 研究 了外加 剂和活性矿物掺合料 对免蒸压加气 混凝 土性能的影 响, 试 验结果 表明 , 原 材料组合 方案 中通 过复掺 早强 剂和磨 细矿渣粉 , 加气混凝土 的性能得 到了显 著改善 。在8 5热养护 工艺下 制备 的 B 0 8级加气 混凝土性 能指标 达到 了 蒸 压加 气混凝 土砌块 ( G B 1 1 9 6 8 2 0 0 6) 标 准要求 。 关键词 : 外加剂 ; 活性矿物掺合料 ; 免蒸压加气混凝土 中图分类号 : T U 5 2 8 0 4 2 文献标识码
3、: B 文章编号 : 1 0 0 8 3 7 0 7 ( 2 0 1 1 ) O l 一0 0 6 7 0 5 在免蒸 压加气混凝 土制备过 程 中 , 浆体 发气 完成 后 , 为 了较快地促 进坯体 的凝结 和硬化 , 加 速粉煤灰 的 火山灰效 应和水 泥水化 反应 , 缩 短坯体 静停养护 时间 , 使制 品能够获 得较高 的早期 和后期 强度 , 原材 料组合 方案中使用外加剂和矿物掺合料对浆体进行 改性 。 l原材料组合方案 ( 1 ) 水 泥 。采用 拉 法 基 P 0 4 2 5水 泥 , 3 d 抗 压 强 度 1 7 6 M P a , 抗 折 强 度 3 7 4 MP a
4、 ; 2 8 d 抗 压 强 度 4 4 5 M P a , 抗 折强 度8 9 1 MP a 。 ( 2 ) 生 石 灰 。 取 自重 庆 冬 笋 轻 质 建 材 有 限 公 司 。技术 指标 见表 1 。 表 1生 石 灰 技 术 指 标 ( 3 ) 石膏 。脱 硫二 水 石 膏 由重庆 市 九 龙 坡 区 重 庆 电厂粉煤 灰公 司提 供 。技术 指 标见 表 2 。 表 2石膏技术指标 ( 4 ) 粉煤 灰 。重 庆 市 九龙 坡 区重 庆 电厂 粉 煤灰 公 司提 供 , 其主 要成 分见 表 3 。 表 3粉煤灰技术指标 ( 5 ) 发气 剂 。加气 混 凝 土 铝粉 膏 取 自重
5、 庆冬 笋 轻 质 建材 有 限公 司 。 ( 6 ) 萘 系高 效减 水剂 。 2外 加剂的选择 21 促 凝 剂 促 凝剂 的选 择参 照 公路 工 程 水 泥 混凝 土 试 验 规 程 ( J T J 0 5 3 9 4 ) , 规定 了 c s和 C A S型两 种 促 凝 剂 。促凝 剂 配方 见表 4 。 收 稿 日期 : 2 0 1 01 01 9 基金项目: 本论文获重庆茭 大学研究生教育创新基金项目 资助 作者简介 : 岳涛( 1 9 8 4 一 ) , 男 , 安徽宿州人 , 助理工程师 , 从事建筑节能工程研 究工作。 6 8 浙 江建筑 2 0 1 1年第 2 8卷 表
6、 4促 凝 剂 配 方 ( 质 量 比 ) 两 种促凝 剂 在 相 同掺 量 下 , 掺 C S型 促 凝 剂 砂 浆 的凝 结 时间 比掺 C A S型 的要长 , 为 了避 免 在成 型 过程 中砂浆凝 结 太快 以致无法 成 型 , 试 验选 用 了 C S 型促凝 剂 。碳 酸钠 是 弱 酸 强碱 盐 , 它 与 水 泥水 化 生 成的 C a ( O H) , 作 用时 , 生成难 溶性 的碳 酸钙 和碳酸 氢钙 , 大大缩 短水泥 的凝 结时 问 : 2 N a 2 C O 3 +2 C a ( OH) 2 C a C 03 +C a ( HC O ) , +4 N a O H C
7、a CO3+C 3 A +l1 H2 O C 3 A Ca CO31 1 H2 0 2 2 早 强 剂 参照水泥 胶砂试验方法 , 原材料组合 方案 中选取 以下 几种外加剂 为 主要 因素进 行粉 煤灰 胶砂 单 掺试 验 。基准料浆配合 比设定 为水胶 比 0 6 , 渠 河细 砂掺 量 为1 3 5 0 g ( 细度 模 数 0 9 8 ) , 拉 法 基 P 0 4 2 5水 泥 掺量 为4 5 0 g , 浇 模 尺寸4 0 I l l l l l X 4 0 I l l n l 1 6 0 m m。通 过外加剂 对粉煤灰活性 的激 发效果 , 确定 其在 加气混 凝土 原材料 中
8、的较优掺量 。 ( 1 ) 三乙醇胺 。三 乙醇胺 作 为典 型 的有机 物 类 混凝 土早 强剂 , 其掺 量一 般 为 0 0 3 0 0 5 。当 其掺 量 0 1 时 则有 促 凝 作 用 , 三 乙醇 胺 对 c s 、 c , s水化 过 程 有 一定 的抑 制 作用 , 这 又使 得 后 期 的 水化 产物 得 以充分地 生长 、 致密 , 保证 了混凝 土后 期 强度 的提 高 。试验配 合 比见表 5 。 表 5三 乙醇 胺 试 验 配 合 比 注 : 三乙醇胺用量按胶凝材料总量 的百分 比掺加。 从 强度 指标来 看 , 三 乙醇胺 掺 量 为 0 0 7 的胶 砂试 件
9、相对 基 准 掺 粉煤 灰 胶 砂 试件 7 d 抗 折 和抗 压 强度 增 长率 分 别 为 1 3 0 和 8 9 , 2 8 d 抗 折 和抗 压 强度增 长率 分 别 为 2 7 和 3 7 。结 果 表 明 三 乙醇 胺 的掺 人显 著提 高 了粉 煤 灰 胶砂 试 件 的早期 强 度 , 并对 试件后 期强 度 的增长也 具有 促进作 用 。 r ( 2 ) 无水 硫 酸钠 。采用 与 三 乙醇 胺 相 同 的试验 思路 , 在相 同基准 配合 比条件 下 , 原材料 组合方 案 中 选取硫 酸钠 为 主要 因素 进 行 单掺 试 验 , 研 究硫 酸钠 对粉煤 灰胶 砂性 能的影
10、 响 , 确 定硫 酸钠 的较优 掺量 。 试 验 配合 比见表 6 。 表 6无水 硫 酸 钠 试 验 配 合 比 注 : 硫 酸 钠 用 量按 胶 凝 材 料 总 量 的 百 分 比掺 加 。 由试 验结 果可知 掺人硫 酸 钠对粉 煤灰 胶砂试 件 早期 强度 的发 展 非常 有 利 , 后 期 强 度发 展 缓 慢 。 当 掺 量 0 9 时 , 随 着 硫 酸钠 掺 量 的增 加 , 试 件 强 度 增 长趋势 明 显 。掺 量 为 1 5 时 , 7 d 和2 8 d 抗 压 强 度 较基准第 2组 分别 增长 了 2 2 1 和 8 4 。结 果 表 明硫酸钠 能够很 好 地 促
11、进 水 泥 早 期水 化 反 应 , 对 粉 煤 灰的 活性 激 发具 有 促 进 作 用 。 由 于早 期 强 度 增加 的愈快 后期 强 度 就愈 容 易 受 影 响 , 硫 酸 钠 的掺 量应 有一最 佳控 制量 , 一般 在 0 9 1 5 适宜 。 3活性掺合料的选 择 原材 料 组合 方 案 中掺 入 活性 矿 物 掺合 料 , 一 方 面是 南于 矿 物 掺 合 料 的 火 山灰 反 应 速 度 快 于 粉 煤 灰 ; 另一方 面 , 生 产原 料 的精 细 化无疑 是在 免蒸压 养 护工 艺条件 下生 产 出高强度 的粉 煤灰 加气混 凝 土最 理想 的选择 , 少 量超 细
12、矿 物掺 合 料 的加入 有 助 于 提 高其 孔壁 的密实 度 , 增 加水 化反 应物生 成量 , 使其 胶 结更 加密实 , 从 而 强度 更 高 。无 论 是 什 么级 别 的加 气混 凝土 , 其本 质上都 是要 求孔 壁更密 实 , 这样才 能 使其 在相应 的容 重条 件下强 度更 高 。 试 验研 究活 性矿 物掺合 料对 免蒸 压加气 混凝 土 的 影 响 , 原 材 料 选 用 的 是 埃 肯 硅 灰 ( S i O 含 量 为 9 0 ) 和滕辉 $ 9 5磨 细矿 渣粉 。 4 外加剂 与活性掺合料对加气混凝土性能 影 响试 验 4 1 试 验 方 案 原 材 料 组
13、合 方 案 中 固 定 基 准 组 粉 灰 掺 量 第 l期 岳 涛等 : 外加剂与活性矿物掺合料 对粉煤灰加气混凝土性能 的影响 6 9 5 9 、 水 泥 掺 量 3 0 、 石 灰 掺 量 l 0 、 石 膏 掺 量 1 、 铝粉掺 量 0 1 6 , 水料 比取 0 3 4 。三 乙醇 胺 作 为早 强剂单 独 使用 时 对 混 凝 土 的 早 强 效 果 不 明显 , 只有 当它 与无 机盐 类 早 强 剂 一 起使 用 时 , 才 能 发 挥 较 好 的早 强作 用 , 鉴 于 加气 混凝 土本 身强 度不 高 , 为 了更加 准 确 地 评 价 早 强 剂 对 加 气 混 凝 土
14、 性 能 的影 响 。 采 用 了三 乙醇 胺 与 硫 酸 钠 复 掺 的试 验 方 法 。第 三 阶段 试验 配合 比见表 7 。 表 7第 三 阶 段 试 验 配 合 比 项 目 早 强剂 减 水 三乙醇 胺硫酸 钠剂 g 注 : 胶凝材 料用量按 粉体 质量的百分比掺加, 外加 剂用量按水泥掺 量 百分 比掺 加; 为满 足浆体 浇注稳 定性 , 单个立方体试模 中减水剂 的掺量依据 浆体 稠度情 况调整 , 下同。 参 照 蒸压加气 混凝 土砌 块 ( G B 1 1 9 6 8 2 0 0 6 ) 试 验 规范 , 对第 一 阶段试 验 加 气混 凝 土 干 密度 、 含 水 率及抗
15、压强度进行 了测试。第三阶段实验结果见表 8 。 表 8第 三阶段 实验结果 注: 试件在养护室标准条件下养 护到一定龄期 后直接进 行抗压 强度 测试 , 取样测其含水率 , 并推导 出干密度 。 4 2试 验 结 果 ( 1 ) 硅灰 。综 合 表 8 、 图 1和 图 2可 知 : 利 用 低 等 级粉煤 灰 生产 加 气 混 凝 土 , 为 了弥 补 粉煤 灰 活性 S i O , 不 足 而 掺 入 硅 灰 。 与 基 准 加 气 混 凝 土 ( 第 1 组 ) 相 比 , 试 件 3 d 、 5 d 立 方 体 抗 压 强 度 并 没 有 得 到 显 著提 高 , 1 4 d 强度
16、 也没 有 表现 出显 著增 长 的趋 势 。 当硅灰 掺量 为 0 5 时 , 试 件 抗 压 强 度 值 平 均 值 几 乎 与 基 准 组 强 度 相 当。 当硅 灰 掺 量 增 加 到 1 5 时 , 加气 混凝 土 1 4 d 抗 压 强 度 略 有 提 高 。但 是 随 着 硅灰 掺 量 由 0 5 增加 到 1 5 , 加 气混凝 土的干 密 度也 随之增 大 , 加气 混 凝 土 强 度 与 干 密度 成 正 比例 关 系 。因此 , 硅灰 对加 气 混凝 土强 度 的影 响 , 可能是 通过 增 大其 干密 度 实 现 的 , 所 以说 硅 灰 的掺 入 对 免 蒸压 加气
17、混凝 土 的性 能影 响不 大 。 兽 武 稍 H _ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 试验号 - -3 d 饱水抗压强度 +5 d ig水抗压强度 +1 4 d 饱水抗压强度 图 l 第三阶段试验强度对 比图 试验 号 图 2第 三 阶 段 试 验 干 密 度 对 比图 掺入硅 灰并没 有 达 到理想 的效果 。 主要原 因在 于 , 采用低 水料 比制 备 的加气 混 凝 土 , 硅 灰 在其 中只 有部分参 与水化反应 生成水化硅 酸钙 , 难 以补 充低 等 级粉煤灰 活性 S i O : 含 量 的不足 。未参 与反 应 的硅 灰 仅仅起 到了微粒填充作用 , 试件 1 4 d
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