不同摻量激發(fā)劑的玄武巖石粉砂漿性能研究

不同摻量激發(fā)劑的玄武巖石粉砂漿性能研究

1日本和歐洲能源中國每年消耗的石粉數(shù)量很多，但石粉的利用率低于日本和歐洲國家。堿激發(fā)材料是通過化學(xué)試劑激發(fā)玻璃體中-O-Si-O-Al-O-鍵解聚生成[SiO袁澤洋2實(shí)驗(yàn)2.1種激發(fā)劑的對比水泥為甘肅某公司生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥(P·O42.5),其各項(xiàng)性能見表1,砂子為標(biāo)準(zhǔn)砂,石粉為玄武巖石粉,三種激發(fā)劑分別為NaOH、Ca(OH)2.2膠砂攪拌和攪拌單摻激發(fā)劑的制備:用電子天平稱取激發(fā)劑摻量倒入燒杯內(nèi),然后稱取50mL水倒入燒杯內(nèi)用玻璃棒快速進(jìn)行攪拌,直至攪拌均勻?yàn)橹?放置15min倒入稱好的膠砂材料的水泥攪拌機(jī)中,剩余的水分三次沖洗燒杯和玻璃棒并倒入攪拌水泥膠砂攪拌機(jī)中;復(fù)摻激發(fā)劑的制備:首先調(diào)節(jié)水玻璃模數(shù)為1.3,本實(shí)驗(yàn)通過摻加NaOH來調(diào)節(jié)水玻璃模數(shù),具體調(diào)節(jié)過程見下式:式中,W水玻璃中Na2.3玄武巖石粉rd分析本實(shí)驗(yàn)首先對玄武巖石粉進(jìn)行了XRD物相分析。從圖1看出,石粉在衍射角為10°、21°和28°時,SiO3合作成本設(shè)計(jì)表3為加入激發(fā)劑的玄武巖石粉膠砂配合比,石粉摻量為膠凝材料20%,因NaOH、Ca(OH)4結(jié)果與討論4.1激發(fā)劑對玄武巖石粉膠砂強(qiáng)度的影響由表4知,對照組(K0)摻入20%玄武巖石粉,其3d、7d、28d的抗壓強(qiáng)度降低迅速,分別較基準(zhǔn)組(J0)降低18.75%、37.98%、18.99%,抗折強(qiáng)度分別較基準(zhǔn)組(J0)降低13.05%、17.66%、11.76%,說明大摻量石粉抑制了水化反應(yīng)的進(jìn)行,石粉與骨料的粘結(jié)性較差、裂縫增加導(dǎo)致強(qiáng)度降低;單摻激發(fā)劑NaOH時,抗壓及抗壓強(qiáng)度較對照組(K0)降低,且隨著激發(fā)劑摻量的增加強(qiáng)度呈下降趨勢,可見激發(fā)劑NaOH對玄武巖石粉膠砂的強(qiáng)度無改善作用,分析原因:NaOH對石粉激發(fā)效果較弱,對凝膠型水化產(chǎn)物的生成無明顯作用,導(dǎo)致強(qiáng)度降低。單摻激發(fā)劑Ca(OH)復(fù)摻激發(fā)劑中水玻璃摻量為1.0%較對照組(K0)3d、7d、28d的抗壓強(qiáng)度分別提高了14.29%、24.88%、2.1%,隨著復(fù)合激發(fā)劑水玻璃摻量的增加,其強(qiáng)度呈下降趨勢,3d較單摻激發(fā)劑Ca(OH)4.2抗折強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度是綜合反應(yīng)其力學(xué)性能的指標(biāo),抗壓強(qiáng)度是粗集料骨架的嵌擠和水泥漿的粘結(jié)作用形成的,抗折強(qiáng)度則靠水泥漿與集料界面的結(jié)合強(qiáng)度。從宏觀抗壓及抗折強(qiáng)度得出堿激發(fā)對砂漿強(qiáng)度規(guī)律性變化,確定激發(fā)劑的最佳摻量及最佳激發(fā)劑的種類,本實(shí)驗(yàn)選擇3d、7d的微觀形貌圖進(jìn)行分析,從微觀角度闡述堿激發(fā)對前期膠砂強(qiáng)度提高顯著,對比不同激發(fā)劑最佳摻量所生成膠凝材料的數(shù)量及形式印證強(qiáng)度來源。4.2.1石粉抑制膠砂膠砂強(qiáng)度圖2為基準(zhǔn)組、對照組和四組最優(yōu)摻量不同激發(fā)劑的3d微觀形貌圖,從圖2a看到少量片狀膠凝材料,這是未加石粉的膠砂試件早期水化產(chǎn)物形貌;圖2b看到集料-漿體截面過渡區(qū)及周圍有明顯寬度和長度裂縫,說明石粉抑制膠砂早期的水化反應(yīng),阻礙粗集料骨架的嵌擠和水泥漿的粘結(jié)作用,降低了水泥漿與集料界面的結(jié)合強(qiáng)度。從圖2c中看到集料-漿體截面過渡區(qū)裂縫較對照組變寬,裂縫周圍無水化產(chǎn)物的生成;圖2d看到集料-漿體截面過渡區(qū)及周圍少量針刺狀水化產(chǎn)物,說明鈣含量促進(jìn)凝膠產(chǎn)物的快速生成,宏觀表現(xiàn)在抗壓強(qiáng)度較圖2b組提高38.46%,抗折強(qiáng)度提高4.87%;水玻璃有促凝作用,圖2e水化產(chǎn)物相互連接成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),形成致密強(qiáng)度更高的水化產(chǎn)物;復(fù)摻Ca(OH)4.2.2集料-漿體截面過渡區(qū)裂縫的微觀形貌圖3為基準(zhǔn)組、對照組和四組最優(yōu)摻量不同激發(fā)劑的7d微觀形貌圖,圖3a為基準(zhǔn)組膠砂的微觀形貌圖,從圖中看到集料-漿體截面過渡區(qū)連接處致密,無明顯裂縫的存在;從圖3b看到集料-漿體截面過渡區(qū)裂縫寬度較大,且周圍無膠凝材料生成;圖3c為單摻0.5%NaOH的7d微觀形貌圖,從圖中可以看出集料-漿體截面過渡區(qū)裂縫較寬,在裂縫不遠(yuǎn)處有少量針刺狀水化產(chǎn)物,說明NaOH激發(fā)效果不強(qiáng)其水化反應(yīng)緩慢進(jìn)行;圖3d為單摻0.5%Ca(OH)5電鏡掃描微觀形貌(1)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表明: