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玄武岩粉对水泥与减水剂相容性的影响

发布日期:2020/12/28 8:45:31    关注次数:282

玄武岩纤维(BF)是以天然玄武岩矿石为原料,通过高温熔融和喷丝板拉伸成的纤维,它具有抗拉强度高、弹性模量大、耐腐蚀和化学稳定性好等优良特性,水泥fCaO含量,水泥碱含量,水泥新鲜度的影响。

采用Marsh筒法和净浆流动度法研究了玄武岩的掺量、粉磨方式和细度等因素对水泥与减水剂的相容性的影响。结果表明,预先粉磨再混合粉磨的方式有助于改善掺玄武岩水泥粉体群的颗粒级配,减小堆积空隙率,进而改善水泥与减水剂的相容性。在试验范围内,掺6%玄武岩粉的水泥与减水剂的相容性最佳,甚至优于未掺玄武岩粉的水泥。在实际生产中,建议将玄武岩和熟料采取预先粉磨后再混合粉磨的处理方法,并控制玄武岩掺量在6%以内。
采用砂浆坍落扩展度的实验方法,通过对高效减水剂掺量的饱和点、水泥胶砂初始流动度和水泥胶砂流动度的经时损失等实验指标进行分析,评价石灰石粉对高效减水剂与水泥的相容性;并对石灰石粉改善水泥与高效减水剂相容性的原因与机理进行了理论分析。试验表明,增加石灰石粉的掺量、增大石灰石粉的比表面积,可以改善高效减水剂与水泥的相容性。

玄武岩纤维(BF)是以天然玄武岩矿石为原料,通过高温熔融和喷丝板拉伸成的纤维,它具有抗拉强度高、弹性模量大、耐腐蚀和化学稳定性好等优良特性。BF做为复合体可制成各种性能优异的复合材料,广泛应用于航空航天、建筑、化工、医学、电子、农业等领域,被誉为21世纪的新材
以聚丙烯纤维为对比研究了新型材料玄武岩纤维(BF)对水泥砂浆的抗压、抗折强度和干缩的影响,并采用XRD、SEM及MIP现代检测技术对纤维微观作用机理进行了分析。结果表明:玄武岩连续纤维具有替代聚丙烯纤维的可行性;BF的加入提高了水泥砂浆的早期强度,但使28d强度有所降低;对早期砂浆的收缩有明显的改善效果,但28d以后对砂浆收缩的影响作用不显著;微观分析显示早期水化浆体中由于纤维-水泥石界面结合紧密和纤维乱向作用阻止了裂缝的引发与扩展,提高了水泥基材料早期力学性能。28d掺加纤维的水泥浆体在纤维-水泥石界面上产生弱界面,界面的弱化与总空隙率增加的共同作用导致掺加纤维水泥砂浆的长期力学性能下降。
1水泥碱含量
水 泥的碱含量主要是指水泥中Na20和K20的含量。碱含量对水泥与减水剂的适应性会产生很大的影响。碱的存在使水泥标准稠度用水量增大,使水泥水化速度加 快,减水剂的塑化效果变差,含碱量越高,水泥与减水剂的适应性越差.还将导致混凝土的坍落度经时损失增大。目前国内最普遍使用的是萘系高效减水剂.而碱含 量是控制萘系减水剂与水泥相容性良好的关键因素之一。2000年在法国召开的第六届国际化学外加剂会议上.我国留学生姜施平博士等,发表的文章指出:水泥 的可溶性碱含量、细度、C,A含量和石膏类型.是控制掺萘系减水剂水泥浆和混凝土流变性能的关键参数。最佳可溶性碱含量在0.4%~0.6%当量的 Na20。萘系减水剂在水泥颗粒上的吸附率和水泥水化速率受这些参数影响.它们控制混凝土流动度的损失速率。使用可溶性碱含量低的水泥时,不仅当减水剂剂 量不足时坍落度损失较快.且当剂量稍高于饱和点时.又会出现严重的离析和泌水。

3.2水泥fCaO含量

水泥fCa0含量高明显影响与外加剂的适应性。这一点国内资料报道的少.据国外及生产实践经验得知,这一影响不可忽视。 5 水泥比面积和颗粒分布的影响

水 泥颗粒对减水剂分子的吸附与水泥的比表面积有关.在掺加减水剂的水泥浆体中,水泥颗粒越细,意味着其比表面积越大,减水剂在相同掺量情况下,对于细度大的 水泥.其塑化效果要差一些;同时,比表面积越高时.水泥与水接触的面积越大,水泥颗粒表面形成水膜所需水量就大,相同水灰比条件下,颗粒之间的自由水相应 减少.水泥浆体流动性变差,水泥与减水剂适应性不好:另外,水泥比表面积越大,意味着水泥细颗粒多。水泥与水早期反应速度加快,水化产物絮状结构形成快. 水泥浆体流动性差,水泥与减水剂相容性不好。
水泥的颗粒分布对水泥与减水剂的适应性影响包括两方面。一方面,水泥均匀性系数大时,颗 粒分布范围窄.其堆积空隙率大,需要更多水来填充这些空隙.自由水相应减少,外加剂掺量大,水泥与外加剂适应性差.均匀性系数小时,情况正好相反。另一方 面,水泥颗粒平均粒径小时,水泥中细粉较多,比面积较大.水泥与外加剂相容性不好。

6水泥新鲜度的影响

水 泥的新鲜度是一个与水泥储存时间、环境的温度、湿度有关的概念。储存时间长、储存环境的温度、湿度高,水泥与高效减水剂的相容性提高。这是因为新鲜水泥干 燥度高,正电性较强,对减水剂吸附大,降低了减水剂对其的塑化效果.使水泥浆体流动性大大降低。这一点对配制高强度等级混凝土尤其明显。

7水泥温度的影响
水 泥粉磨温度高.二水石膏脱水成半水石膏和硬石膏.而半水石膏和硬石膏较二水石膏溶解度下降,不能有效阻止水泥快速水化生成絮凝结构.减水剂对其的塑化作用 差.混凝土坍落度损失也快.水泥与高效减水剂相容性差。控制粉磨温度为110~120℃为宜:出厂水泥温度高.

熟料烧成温度和烧成速度
高 温烧成的熟料与低温烧成的熟料表现出的性能不同,高温快烧的熟料.硅酸盐矿物固熔较多其他组分(如C3S固熔A120,、Fe20,、Mg0等形成A 矿),这增加了硅酸盐矿物的含量及性能.提高了水化活性.并使C2A与CAF含量减少。其固熔量随温度的升高及烧成速度的加快而增大。故高温快烧的熟 料,A矿发育良好,尺寸适中.边棱清晰,水泥强度较高,与外加剂相容性好。低温烧成的熟料.硅酸盐矿物活性较差,水泥强度较低,并且由于C2S固熔 Al:03、Fe20,减少,熟料矿物中析晶出来C2A与C4AF较多,水泥标准稠度用水量大.与外加剂相容性差。

1.3冷却制度的影响
熟 料在较高温度范围(1 450℃:~l 200 ℃的快速冷却,有利于A矿保持良好的晶型,C2S粉化,硅酸盐矿物活性较高:溶剂矿物多以玻璃体存在,大量减少C2A与C4F的析晶,因而对于快冷熟料, 即使C2A与C4AF计算含量较高.由于大部分以玻璃体存在,所磨制的水泥仍与外加剂相容性好。凝结时间正常,水泥强度较高。慢速冷却时,熟料中β— C2S转变为γ一C2S,矿物活性降低,C2A与CAF大量析晶,水泥与外加剂相容性差。

2 混合材料种类和品质的影响
混 合材对减水剂具有吸附作用。由吸附量实验得知.作为水泥混合材的吸附量由大到小.一般为煤矸石>粉煤灰>矿渣。掺矿渣的水泥适应性优于掺煤矸 石的。一般来说火山灰质混合材具有较大的内表面积。故吸附量大.不同品质的粉煤灰适应性差异很大。优质的粉煤灰、超细粉煤灰适应性好;粗粉煤灰、含碳量大 的吸附量大.适应性差。

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