贛（gàn）州矽灰對水泥性能的（de）影響（xiǎng）

矽灰對水泥性能的影響
本文研究了矽灰對水泥淨漿性能的影響，並對28d水泥淨（jìng）漿進行了SEM分析。
1　試驗材料及方法
　　采用的矽灰來（lái）自（zì）上海（hǎi）鐵合金廠（chǎng）:粒徑為0.5～1μm的占81.09%，SiO2含量為94.50%；水泥:32.5級普通矽酸（suān）鹽水泥，大連山水泥廠回轉窯生產，安定性合格。原材料化學成分見表1。
表1 原材料的化學成分 %


原（yuán）材（cái）料 SiO2 MgO Fe2O3 CaO Al2O3 SiO2 Loss fCaO
水泥 21.30 1.43 4.71 63.02 4.96 1.70 0.40 2.48
矽灰 94.50 0.97 0.83 0.54 0.27
1.90
　　水泥淨（jìng）漿強度試驗使（shǐ）用:2cm×2cm×2cm淨漿（jiāng）試體，固定（dìng）用水量為27%。
2　試驗結果
　　
2.1　矽灰對水泥淨（jìng）漿性能的影響（xiǎng）
　　矽灰對水泥淨漿（jiāng）抗壓（yā）強度和凝結時間的影響見表（biǎo）2。從表2可見，摻矽灰的水泥淨漿3d抗壓強度隨矽灰摻量的增加逐漸下（xià）降，且低於對比水泥淨漿；28d、90d抗壓強度都接近甚至超過對比水泥淨漿的強度，且隨矽灰摻量的增加逐漸增（zēng）大。矽灰的摻入（rù）使得凝結時間稍有增（zēng）加（jiā）。
表2 矽灰（huī）對水泥淨漿抗壓強度和凝結時間的影響


矽灰摻量/% 抗壓強度/MPa 初凝時間/(h:min) 終凝時（shí）間/(h:min)
3d 28d 90d
0 47.29 83.22 90.70 3:10 4:56
2.5 46.49 82.79 89.98 3:20 5:18
5 45.33 92.73 93.12 3:12 5:06
10 43.43 95.08 98.01 3:20 5:09
　　早期強度隨摻量增（zēng）加而降（jiàng）低，是由（yóu）於矽灰替代水泥，使水泥礦物的（de）相（xiàng）對數量減少（shǎo）；但是（shì），由於矽灰其微細，具有（yǒu）高火山灰（huī）活性，能吸收水泥水化產物Ca(OH)2，生成C-S-H凝膠，使（shǐ）Ca(OH)2晶體生長受到限製，晶粒細化，而且矽灰水化產物填充在界麵，孔結構，使28d強度能趕上或超過對比水泥淨漿的強度（dù）。但是，28d到3個月（yuè）強度的增長幅度，摻有矽灰的不如對（duì）比水泥淨漿大（dà），這主要由於矽灰的活性高，28d時基本（běn）反應，或被水化凝膠產物包裹，故後期對強度增長幾乎沒有貢獻，而水泥礦物28d後仍（réng）然能夠（gòu）繼續水化。
　　矽灰對水泥淨漿抗硫酸鹽、幹縮率（lǜ）、抗碳化能力、抗凍性能的影（yǐng）響分別見表3～表6。
表3 水泥淨漿經（jīng）硫酸鹽（yán）侵蝕的抗壓強度 Mpa


矽灰摻量/% 淡水 3%Na2SO4溶液 3%MgSO4溶液 模擬海水
0 54.88 46.24 41.90 36.38
2.5 60.03 48.39 48.08 42.96
5 62.22 55.00 50.86 44.71


注：模（mó）擬海水的組成為：2.7%NaCl+0.32%MgCl2+0.22%MgSO4+0.13%K2SO4，其餘為水。
表4 水（shuǐ）泥淨（jìng）漿幹縮率度驗（yàn）結果 %


矽灰摻量 7d 14d 21d 28d
0 0.13 0.25 0.27 0.28
2.5 0.11 0.23 0.25 0.27
5 0.11 0.22 0.24 0.25
表5 水泥淨（jìng）漿抗碳化性能


矽灰（huī）摻量/% 碳化抗壓強度/MPa 水中養（yǎng）護抗壓（yā）強度/MPa 抗碳化強度比/%
0 42.20 47.92 88.1
2.5 45.07 49.60 90.9
5 46.18 50.12 92.1
表6 水泥淨漿抗凍性能


矽灰摻量/% 凍（dòng）融循環(50次)抗壓強（qiáng）度/MPa 水中養護抗壓（yā）強度/MPa 抗壓強（qiáng）度比（bǐ）/%
0 47.32 56.09 84.4
2.5 50.54 59.90 84.3
5 53.40 62.30 85.7
　　從表3～表6可以明（míng）顯（xiǎn）看到:矽灰的摻入（rù）對水泥抗硫酸鹽侵蝕、抗幹縮、抗碳化、抗凍等性能都有幅度的提高，提高的幅（fú）度一般能夠達到10%～15%；而且（qiě）矽灰的摻量越多，對水泥各種耐（nài）久性能的就越（yuè）明顯。
2.2　微觀分（fèn）析
　　水泥中摻入5%矽灰，對比不摻矽灰的（de）水泥淨漿（jiāng），水化28d，通過SEM進行（háng）水化產物（wù）形（xíng）貌的觀察和分析（xī），結果分別（bié）見圖1和圖2。
　　
　　圖1顯示，對比水泥淨漿水化28d後，水化（huà）產（chǎn）物結構（gòu）疏鬆，還存在沒有水化的水泥顆粒，而且（qiě）出現大量生長較大、規則排列的Ca(OH)2晶體；而在摻矽灰5%的水泥（ní）漿體(見圖2)中，水化產物呈凝膠狀，幾乎找不到結晶完整粗（cū）大鈣礬石和Ca(OH)2晶體；水化產物沒有固定的規則外形，尺寸（cùn）其細小；硬化體（tǐ）呈現整體化結（jié）構，凝膠狀的水化產物並不獨立分散分布（bù）。
3　結論
　　1)在水泥中（zhōng）摻入2.5%、5%和10%的矽灰，其後期強度能趕上並超過對比（bǐ）水泥淨漿，摻量越大，增長越明顯（xiǎn）。
　　2)摻入2.5%、5%的矽灰對水泥淨漿抗化學侵蝕性能、抗幹縮、抗碳化、抗凍性能等都有幅（fú）度的提高，而且矽灰摻量越大，對水泥的性能越明顯。
　　3)與（yǔ）對比水泥淨漿相比，摻入5%矽灰的水泥水化28d淨漿結構致密，孔隙少，看不到大量明顯的晶體。