几种化学物质对粉煤灰水泥活性激发效果

Ｋｅ ｏ ｄｓ ａ ｔｖ ｔｒ ｆ ｈ；ａｌ ｇ ￣ｅ ｇｈ； ｄ ａｅ ｒ ｕ ｔ ｙｗ ｒ ： ｃｉ ａｏ ； ｙａ ｅ ｒｙａ ｅｓ ｎ ｔ ｈｙ ｒｔｄｐｏｄ ｃ ｌ ｓ
０ 引 言
我 国是世界水泥生产大国， 而水泥的生产需要消耗大量能量
１ 试 验
１１ 试 验原材 料 ．
（） １粉煤灰 ： 试验采用华能电厂的 Ｉ级粉煤灰 ， Ｉ 原灰经 过一 段时间 的粉磨 ， 磨至 比表面积为 ４ ０ｍ２ ｇ 粉煤灰 的化学成分 ５ ／ ， ｋ
见 表 １ 。
表 １ 粉煤灰化学成分 ％
和资源 ， 生态 环境保护 和可持续发展 的负面效应不可低估 【 对 １ ］ 。 与此 同时 ， 作为工业 固体 污染之首 的粉煤 灰 ， ２ ２ ， 的 到 ０ ０年 总
规定 。
（） ４ 激发剂 ： 试验用化学激发剂为 ＡＩ Ｈ）和明矾（ ｌ Ｏ ） （ ３ Ｏ ＫＡ （ ・ ｓ ２ １Ｈ ０）均为市售分 析纯化学试剂。 ２２ ， １２ 试 验 方 法 ． 水泥的比表面积测定按照 Ｇ ／ ０ ４ ２ ０ （ ＢＴ８ ７－ ０ ８７ ￣泥比表面积
基金项 目： ７ 项 目资助（ ０ ９ Ｂ ２ ｌ ４ ９３ ２ ０ｃ ６ ３ ０ ）
成分 Ｓ０ Ｉ ３ ａ ｅ ￣ ／ ｉ ２ Ｏ ｓ ３ ａ ２ ５ ｏｓ ｉ ２ Ａ ２ Ｏ Ｆ ２ Ｋ ３ Ｔ０ ０ Ｃ ０ Ｍｇ ｏ ２ Ｐ ｓ Ｎ ０ ０ Ｌ
含 量 ６ ． ４５ ．３ ． １ ５ ．９ ．２ ．６ ０３ Ｏ０ ． １ ６ ２ ．６ ３５ ４０ ３ ８ ． １ ０８ ０１ ．５ ． ２４ ８ １ ８ ７
・６ ・ ８
表 ２ 水泥 的物理性能
测定方法》 进行 ； 标准稠度用水量、 凝结时间和安定性参照水泥国
表 ４ 不 同粉煤灰和激发剂掺量的粉煤灰水泥的强度测试结果
家标准 Ｇ ｆ １４－２０ （ Ｂｒ ３６ ０ １水泥标准稠度用水量凝结时间 、 － 安定 性检验方法》 进行 ； 水泥胶砂强度测定方法按照 Ｇ ７ ７－ １９ Ｂ １６ １ ９９ 《 水泥胶砂强度检验方法》 ；． 进行 ｘ 射线衍射（ Ⅺ ） 分析采用美国
热 电公司生产 ＡＲ ＸＴ Ａ型 ｘ射线衍射仪 ， Ｌ ’Ｒ 试验条件 ：．ｋ ２２ Ｗ， Ｃ ｕ靶 、 步进 Ｏ０ ０１ ， 电压 ４ Ｖ， 电流 ３ ．０ 度 管 ５ｋ 管 ０ｍＡ； 扫描 电 子显微镜为 日本电子公司制造 Ｊ Ｍ－９ ０型扫描电镜 ， Ｓ ５０ 放大倍数
１Ｘ ３００Ｘ， ８ ． ００ 分辨率 ３ ｍ。 ０ ｎ
几种化学物质对粉煤 灰水 泥活性激 发效果
沈玉华 。潘志华 ，郭书辉
（ 南京工业大学 材料科学 与工程学院 ，江苏 南京 ２ ０ ０ ） １０ ９
摘
要 ： 借助于水泥砂浆试样的抗压强度跟踪测试 ， 考察了几种无机化学物质对粉煤灰水 泥的活性激发效果 ， 同时借助 于对水泥硬化
体样 品的 Ｘ Ｄ测试 和 Ｓ Ｍ 观察 ， Ｒ Ｅ 深入通探讨 了添加激发剂 的粉煤灰水泥硬化体 的水化产物 和微观结 构特征 。 试验结果 表明 ： 激发剂显
堆存量估计将会达到 ３ ０多亿 ｔ ， 而利用率只有 ３％￣ 右。 ５ Ｅ 因此 ， 用
粉煤灰尽可能多的替代水泥 ， 具有重要的环保意义和经济效益。 粉煤灰主要相组成为铝硅酸盐玻璃体 ， 由于粉煤灰中 Ｃ Ｏ 但 ａ
含 量低 和结构致 密 ， 因此粉煤 灰活 性发 挥速度 特别 缓慢 ［３ ２】 －。 在 水泥 中掺人粉煤 灰 ， 特别 是掺量较 大时 ， 早期 强度就迅速 降
２ １ 年 第 ３期 《总 第 ２ ９ 期 ） ０２ ６
Ｎｕ ｅ ｉ Ｏ ２ Ｔ ｔｌ ．６ ） ｍｂ ｒ ２ ｌ （ ｏａ Ｎｏ２ ９ ３ｎ
混
凝
Ｃｏ ｃ ｅｅ ｎ ｒ ｔ
土
原材料及辅助物料
ＭＡＴＥＲＩ ＡＬ ＡＮＤ ＡＤＭ ｒ ＣＬ ＮＩ Ｅ
ｄ ｉ１． ６ ￣ｉ ｎ１０ －５ ０ ０２０ ．２ ｏ：０３ ９ ．ｓ． ２３ ５ ． １．３ ０ ９ ｓ ０ ２ ０
掺量对水泥性能 的影 响， 并在此基础上确定 粉煤 灰水 泥 中适宜
的粉煤灰掺量。 试验结果 列于表 ３ 。
表 ３ 不同粉煤灰掺量的粉煤灰水泥的砂浆强度测试结果
度 提高 ， 强度 达到 ５．ＭＰ， ２ｄ ８ ２ ａ但掺 量增加 到 ２ ％时 ， ９ ． ０ 强度
２ 试验 结果与分析
２１ 粉煤 灰掺 量对 水泥 强度 的影响 ．
如所周知 ， 粉煤灰水泥的强度性能实际上受 到多种 因素 的
影 响， 诸如粉煤灰本身的活性 、 粉煤灰 的细度 、 泥熟 料的水硬 水 性 、 泥熟料的细度 、 水 粉煤 灰在水泥 中的掺量等等就 是 比较重 要 的几个 因素 。 了准确反映化学活化的效 果和试 验结果对生 为 产实践 的指导意义 ， 在试验过程中固定 了粉煤灰和水 泥的细度 分别 比表面积 ４ ０ ３ ０ ／ｇ 在此条件 下首先考察 了粉煤灰的 ５ 、８ ｋ ， ｍ２
（） ２ 水泥熟料 ： 水泥熟料为 Ｐ・ ２５ Ｏ４ ．级水泥熟料 。 该熟料掺
低 ， 至 ２ 龄期时强度发展仍难 以得到足 够的补偿 ［ 早期 甚 ８ ｄ ４ ］ 。 强度低 的缺 点严 重制约 了粉煤 灰水泥 的应用 ， 因此 ， 灰的 粉煤 活性激发 方法成 为人们研究 的热点 ［ ］而作为粉煤 灰活性 激 ｓ。 － ｓ 发的方法 ， 化学活化 以其简单高效以及 与其他方法 的可复合性 而存在 挖掘 和优化潜 力 。 本研 究在 大量试验 的基础 上优选 出
（ ｏｌｇ ｆ ｔ ａｓ ｃｅｃ ｄＥ ｇｎ ｅｉｇＮａｊ ｇＵ ｉｅｓｙｏ Ｔ ｃｎ ｌｇ ， ｉｇ １０ ９ Ｃ ｉａ Ｃ ｌ ｅ Ｍａｅ ｌＳ ｉ ｅ ｎ ｎ ｉｅｒ ， ｎｉ ｎｖ ｒｔ ｆ ｅｈｏｏｙ Ｎ蛆ｊ ０ ０ ， ｈｎ ） ｅ ｏ ｉ ｒ ｎ ａ ｎ ｎ ｉ ｎ２
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作用下粉煤灰中的活性成分与水泥水化放 出的 Ｃ （ Ｈ）之间化学反应得到了加剧。 ａＯ 关键词 ： 激发剂 ；粉煤灰 ；早期强度 ； 水化产物
中图分类号 ： Ｔ ２ ．４ Ｕ５ ８０ ２ 文献标志码 ： Ａ 文章编号： １０ — ５０ ２ １ ）３ ０ ６ — ３ ０ ２ ３ ５ （０ ２ ０ — ０ ８ ０
Ａｃ ｉ ｔｏｎ ｅ ｅ ｔｖ ｅｓ ｆｓ ｔｖａ ｉ ｆ ｃ ｉｅｎ ｓｏ ｏｍ ｅ ｈｅ ｉａ ｂｓ ａ ｅ ｏｒＰｏｒｌｎｄ ｅｍ ｅ ｔｂｌ ｄｅ ｗ ｉｈｆｙ ｓ ｃ ｍ ｃｌ ｓｕ ｔ ｎｃ ｓｆ ｔａ ｃ ｎ ｅｎ ｄ ｔ ｌ ａ ｈ
硒 Ｎ Ｙｕ ｈ ａ Ｐ － ｕ ， ＡＮ Ｚｌ＇ ｕ ， ｕ－ ａ ＧＵＯ ｓｈ － ｕ ｈ ｕｈ ｉ
两种化学激 发剂 ， 并对激发剂对粉煤灰水泥体系的强 度和水源自文库 产物进行了分析探讨 ， 以求对粉煤灰激发剂种类 以及 掺量的选 取提供参考 。
收 稿 日期 ：２ １． ９ １ ０ １Ｊ — Ｏ ０
加适量二水石膏 ， 控制 Ｓ 含量为 ２３％， Ｏ， ．１ 粉磨后水泥的技术指 标见表 ２ 。 （） 膏 ： ３石 试验用天然二水石膏 ， 符合 ＧＢＴ５ ８－ ２０ ／ ４ ３ ０ ８的
著促进 了粉煤 灰水泥 的活性激发 ， 尤其是早期活性 ， 水泥强度显著提 高； Ｒ Ｘ Ｄ测试和 Ｓ Ｍ 观察也表 明 ， 白样品相 比， Ｅ 与空 掺加激发剂 的粉 煤灰水泥硬化体 明显表现 出致密化 的结构特征 ， 粉煤灰颗粒表面趋 向于粗糙化 ； ａＯ ）衍射峰 和石英衍射峰 明显减 弱 ， Ｃ （Ｈ： 表明在激发剂