南昌（chāng）矽灰對水泥（ní）性能的影（yǐng）響（xiǎng）

矽灰對（duì）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（bìng）對28d水泥淨漿（jiāng）進行了SEM分析。
1　試驗材料及（jí）方法
　　采用的矽（guī）灰來自上海鐵合金廠:粒徑為0.5～1μm的（de）占81.09%，SiO2含量為94.50%；水泥:32.5級普通矽酸鹽水泥，大連山水泥廠回轉窯生產，安定性合格。原材料化學成分見（jiàn）表1。
表1 原材料的化學（xué）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
　　水泥淨漿強度試驗使用:2cm×2cm×2cm淨漿試體，固定用水（shuǐ）量為27%。
2　試（shì）驗結果
　　
2.1　矽灰對水泥淨漿性能的影響
　　矽灰（huī）對水泥淨漿抗壓強度和凝結時間的影響見表2。從表2可見，摻（chān）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（zhì）超（chāo）過對比水泥淨漿的強度，且隨矽灰摻量的增（zēng）加逐漸增大。矽灰的摻入使得凝結時（shí）間稍有增加。
表2 矽灰對水（shuǐ）泥淨（jìng）漿抗壓強度和凝結（jié）時間的（de）影響


矽灰摻量/% 抗壓強度/MPa 初（chū）凝時間/(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（qiáng）度隨摻量增加而（ér）降低，是（shì）由於矽灰替代（dài）水泥，使水泥礦物的相對數量減少（shǎo）；但是（shì），由於矽灰其（qí）微細，具有高火山灰活性，能吸收水泥（ní）水化產物Ca(OH)2，生（shēng）成C-S-H凝膠，使Ca(OH)2晶體生長受到限製，晶粒細化，而且矽灰水化產（chǎn）物填充在界（jiè）麵（miàn），孔結構（gòu），使28d強度能趕上或超過對比水泥淨漿的強度。但是，28d到3個月強度的增（zēng）長幅度（dù），摻有（yǒu）矽灰的不（bú）如對比水泥（ní）淨漿大，這主要由於矽灰的活性高，28d時基本反應，或被水化凝膠產物包裹，故後期對強（qiáng）度（dù）增長幾乎沒有貢獻（xiàn），而水泥礦物28d後仍然能（néng）夠繼（jì）續水化。
　　矽灰對（duì）水泥淨漿抗硫酸鹽、幹縮率、抗碳化能力、抗凍性能的影（yǐng）響分別見表3～表6。
表3 水泥淨漿經硫酸鹽侵蝕（shí）的抗壓強度 Mpa


矽灰（huī）摻（chān）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 水泥淨漿幹縮率度驗結果 %


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 水泥淨漿抗碳化性能


矽灰摻量/% 碳（tàn）化抗壓強度/MPa 水中養（yǎng）護抗壓（yā）強（qiáng）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（guī）灰摻量/% 凍融循環(50次)抗壓強度/MPa 水中養護抗壓強度（dù）/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:矽灰的摻入對水泥抗硫酸鹽侵蝕、抗幹縮、抗碳化、抗凍（dòng）等性能都有幅度的提高，提高的幅度一般能夠達到10%～15%；而（ér）且矽（guī）灰的摻量越多，對（duì）水泥各種耐久性能的就越明顯。
2.2　微觀分析
　　水泥（ní）中摻入5%矽灰，對比不摻矽（guī）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（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（chǎn）物結構疏鬆，還（hái）存在沒有水化（huà）的水泥顆粒（lì），而且出現大量生長較大（dà）、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（chéng）凝膠狀，幾乎找不到（dào）結晶完整粗大鈣礬石和Ca(OH)2晶體；水化產物沒有固定的規則外形，尺寸其細小；硬化體呈現整（zhěng）體化結構，凝膠狀的水（shuǐ）化產物並不獨立分散分布。
3　結論
　　1)在水（shuǐ）泥中摻入2.5%、5%和10%的矽灰（huī），其後期強度能趕上並超過對比（bǐ）水（shuǐ）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蝕性能、抗幹縮、抗碳化、抗凍性能等都有幅度的提高，而且矽（guī）灰摻（chān）量越大（dà），對水泥的性能越明顯（xiǎn）。
　　3)與對比水泥淨漿（jiāng）相比，摻入5%矽灰的水（shuǐ）泥水（shuǐ）化28d淨漿結構（gòu）致密，孔隙少，看不到大量明顯的晶體。