摘  要：低鈣粉煤灰是一種以硅、鋁為主要成分含較多玻璃體和部分晶體的丁業(yè)副產(chǎn)品，在通常情況下其水硬活性很低，摻量過高時會影響強度和其它性能。因此通過兩種或兩種以上混合材混摻叫以改善水泥的性能。針對礦渣和粉煤灰各自的組成特點，引入了不同的外加劑，采取單摻或復合，對粉煤灰礦渣復合水泥強度的改善和抗硫酸鹽侵蝕是非常明顯的。

　　關(guān)鍵詞：粉煤灰礦渣  復合水泥  外加劑

　　1引言

　　粉煤灰實際上是一種人造火山灰副產(chǎn)品，它本身并無膠凝性，但能與堿和堿土產(chǎn)物發(fā)生反應而生成膠凝產(chǎn)物。由于我國使用的粉煤灰大多是低鈣粉煤灰，其活性較低，因此對其其活性的研究偏重于它的形態(tài)效應和微集料效應，而化學活化研究較少。隨著粉煤灰硅酸鹽水泥及粉煤灰在混凝土中的不斷應用，對粉煤灰活化研究有許多報道，其中包括水化程度、界面特征等。以上研究的一個共同特點是粉煤灰在Ca(OH)₂激發(fā)作用下的水化，在常溫下這種水化過程是比較慢的，F(xiàn)raay的研究結(jié)果表明，粉煤灰在pH小于13．2的堿溶液中的活化能力很低，這與粉煤灰-Ca(OH)₂系統(tǒng)中粉煤灰反應能力低是一致的。因此粉煤灰的堿激發(fā)引起了重視，也有過這方面的報道。粉煤灰的堿激發(fā)是今后粉煤灰活化研究的一個方向。目前國家標準規(guī)定粉煤灰水泥中，粉煤灰摻量不超過40%，而復合水泥中混合材總摻量不超過50%，因而把礦渣粉煤灰總摻量超過50%的復合水泥稱為少熟料復合水泥。本文主要研究在不同摻量中外加劑的增強作用。

　　2實驗原料和實驗方法

　　2．1實驗原料

　　熟料：采用南京雙龍集團立窯熟料。

　　礦渣：采用南京9424鐵廠?；郀t礦渣。

　　粉煤灰：采用南京熱電廠干排灰。

　　石膏：采用南京雙龍集團二水石膏和南京石膏礦的硬石膏。這些原料的化學組成見表1。

　　表1原料化學成分

　　2．2實驗方法

　　膠砂強度利抗侵蝕試驗按國家標準進行。

　　3實驗和結(jié)果討論

　　3．1實驗配比

　　為了系統(tǒng)研究少熟料粉煤灰礦渣復合水泥，按混合材總摻量為50%、60%、70%和80%，并以磚酸鹽水泥利少熟料粉煤灰水泥作對比，實驗配比見表2。將表2配比稱樣混合粉磨相同時間。

　　表2復合水泥實驗配比(%)

　　3．2強度實驗結(jié)果

　　從表2實驗配比可知，可把強度劃為混合材摻量為50%、60%、70%和80%，因80%只有一個(F19)，因此將其歸入70%中，下面分別討論不同摻量的情況。

　　圖1石膏種類對復合水泥強度的影響(50%)

　　圖1到圖3是混合材摻量為50%的復合水泥的強度曲線，其中F。是硅酸鹽水泥的強度，F(xiàn)1是摻粉煤灰的水泥強度。圖1是研究不同種類的石膏對復合水泥強度的影響。結(jié)果顯示，僅摻粉煤灰的水泥強度很低，28d抗壓強度只有30MPa，若將部分礦渣替代粉煤灰，盡管影響細度，但強度明顯增加，如F2和F3的28d抗壓強度超過40MPa，抗折強度也提高了20%多。若用硬石膏或經(jīng)過處理的石膏米替代二水石膏(F4-F6)，強度的增長也是明顯的，它們的28d抗壓強度已達到或超過50MPa，其中F420d抗折強度已和硅酸鹽水泥相等。圖2和圖3是研究兩組分或二組分外加劑加入(其中一組分是硬石膏或處理石膏)后，其強度的變化規(guī)律。圖2是燒石膏與其它外加劑復合的實驗結(jié)果，F(xiàn)7是燒石膏與N復合，F(xiàn)8是三組分復合，結(jié)果顯示，三組分復合效果好于兩組分，而兩組分好于單組分。強度結(jié)果顯示，后期強度的增長非常明顯，如F828抗壓強度達到51．7MPa,90d抗壓強度達到64．8MPa,i曾加了13MPa。圖3是硬石膏與N復合，對早期和后期強度的增K也相當明顯。特別是F1028d抗折和抗壓強度都超過了硅酸鹽水泥。

　圖3復合外加劑對復合水泥強度的影響(50%)

　　　圖6外加劑對復合水泥強度的影響(70%)

　　圖4是混合材摻量為60%的復合水泥的強度曲線，從實驗結(jié)果可知，僅摻粉煤灰的水泥F11，28d抗壓強度只有27MPa。考慮到混合材摻量較高，靠單一外加劑不能同時滿足早后期性能的要求，因此在50%實驗基礎上，在保留三紐分外加劑的基礎上，又引入水玻璃系統(tǒng)(WG)，其目的是加強堿激發(fā)和促進早強。由于水玻璃系液體，因此把一定數(shù)量的水玻璃和A1原料混合后烘干，制成粉狀原料。和F12相比，用硬石膏、A和N三組分復合(F20)，其3d、7d和20d抗壓強度分別提高了142%、71%和19%，且達到了525#水泥標準，這說明復合外加劑比單一外加劑好，結(jié)果與前面是一致的。F17是加入了水玻璃，它的早后期強度都比F17好，其強度已達到625#標準。

　　圖5、圖6是混合材摻量為70%和80%的復合水泥的強度曲線，從圖5實驗結(jié)果可知，僅摻粉煤灰的水泥F14，28d抗壓強度只有23．3MPa。不加外加劑的復合水泥20d抗壓強度僅超過40MPa，但是加入了水玻璃和其它外加劑后，當混合材摻量為70%[t寸，其28d抗壓強度已達到60MPa。即使摻量為80%，其28d抗壓強度也達到48．8MPa，它已滿足生產(chǎn)425#水泥的要求。圖6是用硬石膏、A和N三組分復合(F20)，F(xiàn)20，F(xiàn)21早期強度的增·K非常明顯，28d的抗壓強度都超過50MPa。

　　3．3抗侵蝕實驗

　　水泥作為混凝土使用的膠結(jié)料，強度是作為衡量質(zhì)量的一個主要因素，但耐久性和抗侵蝕能力也是一個重要指標。因為混凝土建筑物有很大一部分在使用期間受到化學介質(zhì)侵蝕而導致結(jié)構(gòu)的破壞。這些化學介質(zhì)中常見的是硫酸鹽。為了研究復合水泥，特別是外加劑加入后對抗硫酸鹽侵蝕的能力。分別用3%硫酸鈉和3%硫酸鎂作為侵蝕液。實驗共選用7個試樣，其中硅酸鹽水泥作為對比樣。剛標準方法制成40*40*160mm的砂漿試體，水灰比為0．44。成型后放入20℃±3℃養(yǎng)護箱中養(yǎng)護ld，脫模后的試體放入20℃+3℃水中養(yǎng)護14大后，再放入侵蝕液中養(yǎng)護20d，取出試樣后測定其強度，開與在淡水中養(yǎng)護的強度進行比較，它們的比值即為抗蝕系數(shù)?？刮g系數(shù)越人，則說明抗侵蝕性能越好。

　　表3抗硫酸鹽侵蝕實驗結(jié)果

　　從表3抗侵蝕實驗結(jié)果可知，在硫酸鈉溶液中侵蝕，復合水泥的抗折侵蝕系數(shù)均小于硅酸鹽水泥，但它們都大于1，說明抗折強度在增加。另一個原因是，外加劑的加入后對抗折強度的增加非常明顯，因此抗折侵蝕強度系數(shù)增長的相對比例會減少。從抗壓侵蝕系數(shù)來看，硅酸鹽水泥的抗壓侵蝕系數(shù)小于1，而復合水泥的抗壓侵蝕系數(shù)均大于1，這說明復合水泥抗硫酸鈉侵蝕的能力好于硅酸鹽水泥。從硫酸鎂侵蝕實驗結(jié)果來分析，說明硅酸鹽水泥抗硫酸鎂侵蝕的能力比抗硫酸鈉差，它的抗折系數(shù)和抗壓系數(shù)均下降。復合水泥有3組的抗折侵蝕系數(shù)已超過硅酸鹽水泥，抗壓侵蝕系數(shù)均超過硅酸鹽水泥，且都大于1。

　　4結(jié)論

　　(1)粉煤灰礦渣復合水泥中，粉煤灰和礦渣的比例合適時，可以使強度提高10MPa上，這是因為它們之間存在著優(yōu)勢互補作用。

　　(2)對于適宜配比的少熟料粉煤灰礦渣復合水泥，采用外加劑，當混合材摻量為50%和60%時，其強度可達到625#和525#復合水泥，當混合材摻量為70%時，其強度可達到525#和425#復合水泥標準，即使混合材摻量為70%時，其強度可達到425#復合水泥復合水泥標準。其中有的試樣的28天的強度可以超過硅酸鹽水泥。

　　(3)與硅酸鹽水泥相比，復合水泥具有較好的抗硫酸鹽侵蝕能力，在硫酸鈉和硫酸鎂侵蝕液中侵蝕后，復合水泥的抗折和抗壓侵蝕系數(shù)都大于1。