高安矽灰對水泥性能的影響（xiǎng）

矽灰對水泥性（xìng）能的影響
本文研究了矽灰對水泥淨（jìng）漿性能的影響，並對28d水（shuǐ）泥淨（jìng）漿進行了SEM分析。
1　試驗材料及方法
　　采用的矽灰來自上海鐵合金廠: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（yán）水泥，大連山水泥廠回轉窯生產，安（ān）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
　　水泥淨漿強度試驗使用:2cm×2cm×2cm淨漿試體，固定用水量為（wéi）27%。
2　試驗結果（guǒ）
　　
2.1　矽（guī）灰對水泥淨（jìng）漿性能的影響
　　矽灰對水（shuǐ）泥淨（jìng）漿抗壓強度和凝結時（shí）間的影響見（jiàn）表2。從表2可見，摻矽灰的水泥淨漿3d抗壓強度隨矽灰（huī）摻（chān）量的增加逐漸下降，且低於對（duì）比（bǐ）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（huī）摻（chān）量的增加（jiā）逐漸增大。矽（guī）灰的摻入使得凝結時間稍有增加。
表2 矽灰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（jiān）/(h:min) 終凝時間/(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
　　早期強度隨摻量增加而降低，是由於矽灰替代水泥（ní），使水泥礦物（wù）的相對數量減少；但是，由於矽灰（huī）其微細，具有高火（huǒ）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Ca(OH)2晶體生長受（shòu）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（huò）超過對比（bǐ）水泥淨漿的強度。但是，28d到3個（gè）月（yuè）強度（dù）的（de）增長幅度，摻有（yǒu）矽灰的不如對比水泥淨漿大，這主要由於（yú）矽灰的活性高，28d時基本反應，或被水化凝膠產物包裹，故後期（qī）對強度增長幾乎沒有（yǒu）貢獻，而水泥礦物28d後仍然（rán）能（néng）夠繼續水化。
　　矽灰對水泥淨漿抗（kàng）硫酸鹽、幹縮率、抗碳化能力（lì）、抗凍性能的影響分別見表3～表6。
表3 水泥淨漿經硫酸鹽侵蝕的抗壓強度 Mpa


矽灰摻量（liàng）/% 淡水 3%Na2SO4溶液 3%MgSO4溶液 模（mó）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：模擬（nǐ）海水的組成為：2.7%NaCl+0.32%MgCl2+0.22%MgSO4+0.13%K2SO4，其餘為水。
表4 水泥淨漿幹縮率度驗結果 %


矽（guī）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（kàng）碳化性能


矽灰摻量/% 碳化抗壓強度/MPa 水中養護抗壓強度/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/% 凍融循環(50次)抗壓強度/MPa 水中養護抗壓強度/MPa 抗壓強度比/%
0 47.32 56.09 84.4
2.5 50.54 59.90 84.3
5 53.40 62.30 85.7
　　從表（biǎo）3～表6可以明顯看到:矽灰的摻入對（duì）水泥抗硫酸鹽侵蝕、抗幹縮、抗碳化、抗凍等性能都有幅度的（de）提高，提高（gāo）的幅度一般能夠達到10%～15%；而且矽（guī）灰的摻量（liàng）越多，對水泥各種耐久（jiǔ）性能的就越明顯。
2.2　微觀分（fèn）析
　　水泥中摻（chān）入5%矽灰，對比不（bú）摻矽灰的水泥淨漿，水化28d，通過SEM進行水化產物形貌的觀察和分析，結果分別見（jiàn）圖1和圖2。
　　
　　圖1顯示，對比水泥淨漿水化28d後，水化產物結構疏鬆，還存在沒有水（shuǐ）化的水泥顆粒，而且出現大量生長較大、規則排列的Ca(OH)2晶體；而在摻矽灰5%的水泥漿體(見圖2)中，水化產物呈凝膠狀，幾乎找不到結（jié）晶（jīng）完整（zhěng）粗大鈣礬石和Ca(OH)2晶體；水化產物沒有固定的規則外形（xíng），尺寸其細小；硬化體呈現整體化結構，凝膠狀的水（shuǐ）化產物並不（bú）獨立分散分布。
3　結論
　　1)在水泥中摻入2.5%、5%和（hé）10%的矽灰，其後期強度能趕上並超過對比水泥淨漿，摻量越（yuè）大，增長越明顯。
　　2)摻（chān）入（rù）2.5%、5%的（de）矽灰對水泥淨漿抗化學侵蝕性能、抗幹縮、抗碳化（huà）、抗凍性（xìng）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（yuè）明顯。
　　3)與對比水泥淨漿相（xiàng）比（bǐ），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。