井岡山矽灰對水泥（ní）性能的影響

矽灰對（duì）水泥（ní）性能的影響
本文研究了矽灰對水泥淨漿性能的影（yǐng）響，並對28d水泥淨漿進行了SEM分析。
1　試驗材料及方法
　　采用的矽灰（huī）來自上海鐵合金廠:粒徑為0.5～1μm的（de）占81.09%，SiO2含（hán）量為94.50%；水泥:32.5級普通矽酸（suān）鹽水（shuǐ）泥，大（dà）連（lián）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（yuán）材料的化學成分 %


原材料 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（shì）驗使用:2cm×2cm×2cm淨漿試體，固定用水量為27%。
2　試驗結果
　　
2.1　矽灰對水泥淨（jìng）漿性能的影（yǐng）響
　　矽灰對水泥淨漿抗壓強度和凝結時間的影響（xiǎng）見表2。從表2可（kě）見，摻矽灰的（de）水泥淨漿3d抗壓強度隨矽（guī）灰（huī）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（de）強（qiáng）度，且隨矽灰摻量的增加逐漸增大。矽灰的摻入使得凝結時間稍有增加（jiā）。
表2 矽灰對水（shuǐ）泥淨漿（jiāng）抗壓強度和凝結時間的影響


矽灰摻（chān）量/% 抗壓強度/MPa 初凝（níng）時間/(h:min) 終凝（níng）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（ér）降低，是由於矽灰替（tì）代水泥，使水泥礦物的相對數量減少；但是，由於矽（guī）灰其微細，具有高火山灰活性，能吸（xī）收水泥（ní）水化產（chǎn）物Ca(OH)2，生成C-S-H凝（níng）膠，使Ca(OH)2晶（jīng）體生長受到限製，晶粒細化，而且矽灰水（shuǐ）化產物（wù）填充在界麵，孔結構，使28d強度能趕上或（huò）超過對比水泥淨漿的強度。但（dàn）是，28d到（dào）3個月（yuè）強度的增長幅度，摻有矽灰的不如對比水泥淨漿（jiāng）大，這主要由於矽灰的活性高，28d時基本反應，或（huò）被水化凝膠產（chǎn）物包裹，故後期對強度增長幾乎沒有貢獻，而水泥礦物28d後仍然能夠（gòu）繼續水化。
　　矽灰（huī）對水泥淨漿抗硫酸鹽、幹縮（suō）率、抗碳化能力、抗凍性能的影響（xiǎng）分別見表3～表（biǎo）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（róng）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：模擬海水的組成（chéng）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（suō）率度驗結果（guǒ） %


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（ní）淨漿抗碳化性能


矽灰（huī）摻量/% 碳化（huà）抗（kàng）壓強度/MPa 水中養護抗壓強度（dù）/MPa 抗（kàng）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（xún）環(50次)抗（kàng）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（dōu）有（yǒu）幅度的提（tí）高，提高的幅度一般能夠達到10%～15%；而且矽灰的摻量（liàng）越多，對水泥各種耐久性能的就越（yuè）明顯。
2.2　微觀分（fèn）析
　　水泥中摻入5%矽灰，對比不摻矽灰的水泥淨漿，水化28d，通過SEM進行水化產物（wù）形貌（mào）的觀察和分（fèn）析，結果分別見圖1和圖2。
　　
　　圖1顯示，對比水泥淨漿水化28d後，水化產物結（jié）構疏鬆（sōng），還存在（zài）沒有（yǒu）水化的水泥顆粒，而且出現大量生長較大、規則（zé）排（pái）列的Ca(OH)2晶體；而在摻矽（guī）灰5%的水泥漿（jiāng）體(見圖2)中，水化（huà）產物呈凝膠狀，幾乎找不到結晶完整粗大鈣礬石和Ca(OH)2晶體；水化產物沒有（yǒu）固定的規則外形，尺（chǐ）寸其（qí）細小；硬化體呈現整體化結構，凝（níng）膠狀的水化產（chǎn）物並不獨（dú）立分散分布。
3　結論
　　1)在水泥中摻入（rù）2.5%、5%和10%的（de）矽灰（huī），其後期強度能趕上並超過對（duì）比水泥淨漿，摻量越大，增長越明顯。
　　2)摻入2.5%、5%的矽灰對水泥淨漿抗化學侵（qīn）蝕性能、抗幹縮、抗碳化、抗凍性能等都有（yǒu）幅度的提高，而且矽（guī）灰摻量越大，對水泥（ní）的性能越明顯（xiǎn）。
　　3)與對比水泥淨漿相比，摻（chān）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（tǐ）。