三乙醇胺系列礦渣復(fù)合助磨劑對水泥性能的影響
礦渣經(jīng)微細(xì)粉磨后具有很高的活性,已被用作混凝土的礦物外加劑。礦渣微粉的比表面積高,早期水化快,有利于混凝土早期強(qiáng)度的提高;同時(shí),礦渣還具有微集料的作用,可提高混凝土的耐久性。但由于礦渣自身質(zhì)地較為堅(jiān)硬,所以其粉磨效果不佳,粉磨費(fèi)時(shí)費(fèi)力,且能耗較大。要想獲得較理想細(xì)度的礦渣粉,加入合適的助磨劑成為非常必要的手段。
三乙醇胺是公認(rèn)的高效水泥助磨劑,它可以改善水泥的粒徑分布,顯著提高水泥強(qiáng)度,特別是水泥的早期強(qiáng)度。但由于礦渣粉磨的特性與水泥熟料有所不同,對水泥適合的助磨劑未必適用于礦渣,因此在礦渣和水泥一起粉磨時(shí)摻入三乙醇胺,并不能同時(shí)達(dá)到各自的最佳活性粒度。而三乙醇胺系列礦渣復(fù)合助磨劑即是將三乙醇胺分別與氯鹽類、多聚磷酸鹽類、硬脂酸類物質(zhì)復(fù)合,或與有機(jī)醇類及磷酸鹽類物質(zhì)復(fù)合,再或與聚羧酸鹽類及有機(jī)醇類物質(zhì)復(fù)合,進(jìn)而復(fù)配成的一系列助磨劑。三乙醇胺系列礦渣復(fù)合助磨劑對礦渣粉有較好的助磨效果,優(yōu)于單一性能的助磨劑,且能提高水泥膠砂強(qiáng)度,對礦渣水泥體系的各種性能無不良影響。
1.三乙醇胺系列礦渣復(fù)合助磨劑對礦渣細(xì)度的影響
三乙醇胺系列礦渣復(fù)合助磨劑對礦渣細(xì)度的增加,均有不同程度的效果,可使礦渣的比表面積增大。在不同的時(shí)間段,三乙醇胺系列礦渣復(fù)合助磨劑對礦渣所起的助磨效果不同,它們在各自的時(shí)間段均顯示出較高的助磨效果。例如,加入三乙醇胺與丙三醇、硫酸鈉復(fù)配而成的復(fù)合助磨劑,在粉磨礦渣1.5~3h時(shí),顯示出較高的助磨效果;在粉磨礦渣2.5~3h時(shí),礦渣微粉出現(xiàn)最大的比表面積,相對于不加助磨劑粉磨的礦渣粉提高比表面積約10%。
2.三乙醇胺系列礦渣復(fù)合助磨劑對礦渣形貌特征的影響
在加入三乙醇胺系列礦渣復(fù)合助磨劑粉磨礦渣2.5h后,其顆粒群的圓度下降,粗糙度、伸長度上升。加入助磨劑經(jīng)磨細(xì)處理的礦渣形貌發(fā)生明顯改變,不規(guī)則的塊狀玻璃體破裂成小的塊狀玻璃體,且表面開始粗糙化;而后,不規(guī)則塊狀玻璃體逐漸消失,轉(zhuǎn)變?yōu)槁咽癄铑w粒,粉體顆粒明顯細(xì)化。礦渣顆粒偏離圓的程度加大、表面粗糙度加大、顆粒取向性加大,均可提高礦渣活性。
3.三乙醇胺系列礦渣復(fù)合助磨劑對標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、膠砂強(qiáng)度的影響
加入三乙醇胺系列礦渣復(fù)合助磨劑后,礦渣比表面積相對增大的同時(shí),用水量明顯下降,這說明三乙醇胺系列礦渣復(fù)合助磨劑具有一定的減水功能,可起到提高水泥流動度的作用。這是因?yàn)槿掖及繁旧砭褪潜砻婊钚詣?,而其中的無機(jī)鹽均為可溶性鹽,在礦渣水泥體系加入水后即可離解成相應(yīng)的離子,它們可以吸附到熟料顆粒表面那些由于離子或離子基團(tuán)的溶出而呈電性的地方,從而減少了熟料顆粒由于電性相吸而產(chǎn)生的絮凝結(jié)構(gòu),即起到了減水效果。
加入三乙醇胺系列礦渣復(fù)合助磨劑后,水泥試樣的28d抗壓、抗折強(qiáng)度明顯提高,這與礦渣比表面積提高的結(jié)果是一致的。這也在一定程度上說明,三乙醇胺系列礦渣復(fù)合助磨劑在提高礦渣顆粒比表面積、增加其活性的同時(shí),還能夠提高其膠砂強(qiáng)度。
4.三乙醇胺系列礦渣復(fù)合助磨劑對礦渣水泥水化產(chǎn)物的影響
不加三乙醇胺系列礦渣復(fù)合助磨劑,水泥試樣水化1d 時(shí),絮狀無定形C-S-H 凝膠填充在水泥顆粒中,細(xì)小針狀的鈣礬石穿插其中,含少量棒狀的鈣礬石,但鈣礬石發(fā)育很不完全。而摻入三乙醇胺系列礦渣復(fù)合助磨劑的水泥樣品的水化程度加深,水化產(chǎn)物的數(shù)量明顯增多,生成了大量片狀的C-S-H凝膠,鈣礬石晶體發(fā)育更完全,產(chǎn)生大量的細(xì)長棒狀的鈣礬石晶體。直到水化90d 時(shí),兩種水泥試樣的水化產(chǎn)物才趨于一致,沒有明顯差別。因此,加入三乙醇胺系列礦渣復(fù)合助磨劑,可加快樣品水化速度,而對礦渣水泥石的后期結(jié)構(gòu)沒有影響。
在合適的摻量下,三乙醇胺系列礦渣復(fù)合助磨劑對水泥熟料和礦渣的助磨效果較好,其中三乙醇胺與聚磷酸鹽、有機(jī)醇復(fù)合后的助磨效果最佳。由于三乙醇胺系列礦渣復(fù)合助磨劑中的無機(jī)鹽(如磷酸鹽)部分取代了三乙醇胺,這在一定程度上可以節(jié)約助磨劑的成本,而且可以起到很好的助磨效果,若推廣使用能夠取得很大的經(jīng)濟(jì)效益。
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