影響堿-粉煤灰-礦渣基膠凝材料性能因素的探討(2)
2.4
晶種影響
堿-粉煤灰-礦渣基膠凝材料的水化產(chǎn)物主要是沸石類礦物。加入適量的天然沸石，作為晶種，能起到核化劑的作用。取粉煤灰、礦渣最佳配合比(試驗用粉煤灰比表面積為628.3
m2/kg)，外摻不同比例的天然沸石，試驗結(jié)果見表5。
表5 晶種影響
序 晶粉煤灰 礦渣 水玻璃 抗折強度/MPa 抗壓強度/MPa
號 種 % 模數(shù) 摻量/% 3d 28d 3d 28d
G1 0 60 40 1 3 6.17 8.14 24.41 49.15
G2 1 60 40 1 3 6.38 8.52 25.27 51.34
G3 2 60 40 1 3 6.53 8.46 26.44 52.41
G4 3 60 40 1 3 6.72 8.93 26.71 54.12
G5 4 60 40 1 3 6.84 8.72 26.62 54.26
由表5可以看出，天然沸石起晶種作用。這可從相變理論得到解釋。該理論認為：形成的晶核與晶種具有相同或相近的原子排列時，核化作用最佳。顯然，外摻天然沸石與水化產(chǎn)物沸石結(jié)構(gòu)完全相同，能起核化作用。其次，天然沸石晶種能降低水化產(chǎn)物形核功。相變理論亦認為，液相不能立即成核的主要障礙是晶核形成時，要形成液—固相界面需要一定能量，如果晶核是依附于晶種的界面形成，則高能量的晶核與液相的界面被低能量的晶核與晶種之間的界面所取代，顯而易見，這種界面的代換比界面創(chuàng)立所需要的能量小，也就是說，晶種的加入可降低核化勢壘。由于核化勢壘降低，成核幾率提高，核化、晶化速率加快，提高了水化產(chǎn)物的含量，也就是提高了系統(tǒng)硬化體的強度。
2.5 早強劑的影響
為了提高堿-粉煤灰-礦渣基膠凝材料硬化體的強度，在G系列試驗研究的基礎(chǔ)上外摻早強劑N，試驗結(jié)果如表6所示。
早強劑N在液相中溶解度大，一方面能提高堿-粉煤灰-礦渣系統(tǒng)的堿度，促進粉煤灰、礦渣的解聚；另一方面，N能與液相中Ca2+離子反應，在硬化體中形成均勻分布的微晶體，起微鋼筋作用，所以能顯著提高硬化體的強度。早強劑N的摻量為1.5%左右。
表6 早強劑的影響
序 早強劑 粉煤灰 礦渣 沸石 水玻璃 抗折強度/MPa 抗壓強度/MPa
號 N % 模數(shù) 摻量/% 3d 28d 3d 28d
R1 1 60 40 3 1 3 7.24 9.16 27.35 59.29
R2 1.5 60 40 3 1 3 8.36 10.11 28.03 61.84
R3 2 60 40 3 1 3 8.01 9.73 27.96 58.73
注：粉煤灰細度為628.3m2/kg。
3 結(jié)論
(1)粉煤灰中［SiO4］4-聚合度高，以通常堿激活礦渣的方法來激發(fā)粉煤灰的效果甚微。
(2)粉煤灰經(jīng)機械活化和堿激發(fā)的復合作用是提高堿-粉煤灰-礦渣基膠凝材料性能的有效途徑。
(3)天然沸石能改善堿-粉煤灰-礦渣基膠凝材料系統(tǒng)的水化動力學過程，起到晶種作用。
(4)早強劑N能顯著提高堿-粉煤灰-礦渣基膠凝材料硬化體的強度。
(5)粉煤灰與礦渣比為60∶40，粉煤灰表面積為600 m2/kg左右，外摻3%、模數(shù)為1的水玻璃、3%天然沸石、1.5%早強劑N，堿-粉煤灰-礦渣系統(tǒng)硬化體28
d抗壓強度在我們的試驗中達到了60 MPa的高水平。
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