超高摻量粉煤灰混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)研究

超高摻量粉煤灰混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)研究

粉煤灰是水庫燃燒和發(fā)電后的主要固體殘?jiān)?。如果不添加、任意沉積和填充，將對(duì)環(huán)境產(chǎn)生重大影響。因此本文考慮在80%超高摻量粉煤灰混凝土中添加常見外加劑(氫氧化鈉,碳酸鈉,硫酸鈉,磷酸鈉和氯化鈣),進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)并詳細(xì)分析各外加劑對(duì)粉煤灰混凝土性能影響的機(jī)理,藉以此研制性能良好的超高摻量粉煤灰混凝土。1原材料和試驗(yàn)方法1.1粉煤灰的性能水泥:葛洲壩集團(tuán)水泥有限公司生產(chǎn)的42.5普通硅酸鹽水泥,性能指標(biāo)見表1所示。粉煤灰:青山熱電廠生產(chǎn)的Ⅱ級(jí)粉煤灰,呈灰黃色,其化學(xué)成分見表2所示。外加劑:國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)的氫氧化鈉,碳酸鈉,硫酸鈉,磷酸鈉和氯化鈣固體藥劑。1.2粉煤灰混凝土抗壓強(qiáng)度粉煤灰與水泥質(zhì)量比固定在8∶2,取水灰比為0.3,萘系減水劑取原料總質(zhì)量的0.2%。為了使結(jié)果更加具有對(duì)比性,0.3水灰比對(duì)應(yīng)的去離子水全部用來配置外加劑溶液,各外加劑均配成0.5mol/L溶液且該溶液用于拌合粉煤灰混凝土,無需額外用水。800g粉煤灰與200g水泥干拌3min使其充分混合,20g萘系減水劑溶于300mL外加劑溶液分3次加入混合料中充分?jǐn)嚢?在(20±2)℃,相對(duì)濕度大于90%的條件下養(yǎng)護(hù)48h脫模,再將試件放在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中分別養(yǎng)護(hù)至7d、14d、28d和56d齡期時(shí)取出進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測試。值得注意的是,不宜將試件放在水中浸泡養(yǎng)護(hù),以防止離子流失而影響實(shí)際水化反應(yīng)。2結(jié)果的討論與分析2.1各齡期組間競爭強(qiáng)度對(duì)比測得各個(gè)齡期立方體抗壓強(qiáng)度如表3所示,為了更加直觀的對(duì)比各個(gè)齡期各組試驗(yàn)強(qiáng)度的差異性,在坐標(biāo)系中作出條形圖及曲線圖分別如圖1、圖2所示。2.2試驗(yàn)結(jié)果的比較從圖1和圖2可以看出,80%超高摻量粉煤灰混凝土基礎(chǔ)強(qiáng)度及早期強(qiáng)度均較低,添加NaOH、Na2.2.1粉煤灰堿土的化學(xué)組成超高摻量粉煤灰與水泥在較長時(shí)間的干拌以后,粉煤灰顆粒與水泥顆粒能夠充分均勻混合,這樣能夠有效防止加水拌合后由于材料體系內(nèi)部不均勻而對(duì)宏觀性能造成影響,硅酸鹽水泥遇水后迅速水化,生成水化硅酸鈣(C—S—H),水化鋁酸鈣和氫氧化鈣(CH),其水化方程如下所示:硅酸三鈣水化:硅酸二鈣水化:鋁酸三鈣水化:式中,x為鈣硅比。粉煤灰的主要成分是鋁硅酸鹽玻璃體,含大量—Si—O—Si—共價(jià)鍵,這種化學(xué)鍵在堿環(huán)境下容易與氫氧根反應(yīng),并與游離的鈣離子生成C—S—H凝膠,其具體化學(xué)反應(yīng)式如下所示水泥水化跟粉煤灰堿激活水化產(chǎn)生大量的C—S—H凝膠密集的分布在材料顆粒表面并使其相互間粘結(jié)在一起(圖3),這在宏觀力學(xué)上表現(xiàn)為材料強(qiáng)度。隨著水化的深入,材料體系的強(qiáng)度越來越高,當(dāng)水泥主要水化過程完成,且游離的Ca2.2.2試驗(yàn)2：外加劑為300ml0.5mol/lnaoh溶液NaOH是典型的強(qiáng)堿,它在水溶液中會(huì)電離成Na2.2.3試驗(yàn)3：外加劑300ml/lNa除了水泥自身水化和粉煤灰在水泥水化造成的堿環(huán)境下反應(yīng)產(chǎn)生C—S—H凝膠外,CO32.2.4試驗(yàn)4：外加劑300ml/l，lnaNa各向異性生長呈針管狀的鈣礬石(圖4),由于其膨脹特性2.2.5試驗(yàn)5：外加劑300ml/l，lnaNa與實(shí)驗(yàn)3、4類似,生成羥基磷灰石晶體消耗了大量的Ca2.2.6試驗(yàn)6:外加劑為0.5mol/lcacl先加入200mL0.5mol/LNaOH溶液,隨后再加入100mL0.5mol/LCaCl為了更加直觀的對(duì)比機(jī)理差異,將6組試驗(yàn)結(jié)果分析簡要列表如表4所示。3種外加劑溶液對(duì)早中期強(qiáng)度的影響(1)試驗(yàn)結(jié)果顯示NaOH、Na(