礦物摻合料對水泥砂漿流動(dòng)性能的影響

成 丹 畢芳華

(1.天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津 300051； 2.天津工業(yè)大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，天津 300051)

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礦物摻合料對水泥砂漿流動(dòng)性能的影響

成 丹1畢芳華2

(1.天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津 300051； 2.天津工業(yè)大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，天津 300051)

研究了石粉、粉煤灰的復(fù)合效應(yīng)對水泥砂漿流動(dòng)性能的影響，結(jié)果表明，石粉對水泥砂漿起到“分散作用”與“潤滑作用”，粉煤灰亦對水泥砂漿起到“分散作用”，兩者均可增強(qiáng)水泥砂漿的流動(dòng)性，且復(fù)摻改善作用更加明顯，起到了“疊加作用”。

石粉，粉煤灰，流動(dòng)性

我國正處在大規(guī)?；A(chǔ)建設(shè)的時(shí)期，每年使用的商品混凝土量長期處在世界第一的位置?；炷恋纳a(chǎn)給環(huán)境帶來了巨大的損害，如何發(fā)展綠色能源，采用低排放的環(huán)保材料已成為大勢所趨。

商品混凝土要有良好的泵送性能與自密實(shí)性能，這樣才能滿足各種工程的需要。保證良好的泵送性與自密實(shí)性的前提是混凝土具有較大的流動(dòng)性。增加混凝土流動(dòng)性的方法有摻加礦物摻合料與添加減水劑。礦物摻合料主要來源于工業(yè)廢渣，使用礦物摻合料不僅節(jié)能利廢，而且能顯著改善混凝土的力學(xué)性能、流動(dòng)性和耐久性等。

王澤云等研究表明,硅灰與磷渣復(fù)摻可減小水泥漿的塑性粘度，可顯著增加混凝土的流動(dòng)性。張旭研究表明，粉煤灰和礦渣的摻入，使新拌混凝土的塑性粘度值變小，工作性與和易性明顯提高。將礦物摻合料磨細(xì)，其化學(xué)激發(fā)作用更加顯著。郭慶偉研究表明，花崗巖、玄武巖和石英巖等摻入混凝土中，其流動(dòng)度有降低趨勢。

本文主要對摻入石粉、粉煤灰的水泥砂漿的流動(dòng)性能進(jìn)行試驗(yàn)研究。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

石粉：采用廣西隆安瑞豐工貿(mào)有限公司生產(chǎn)的碳酸鈣粉；粉煤灰：采用廈門弘鑫泰建材有限公司生產(chǎn)的一級粉煤灰，比表面積480 m2/kg，密度2.28 g/cm3；水泥：采用安徽海螺集團(tuán)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的P.I42.5水泥；砂：河砂，細(xì)度模數(shù)2.6，屬于中砂；減水劑：湖南金華達(dá)聚羧酸減水劑，減水率30%；水：生活用水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

按GB/T 2419—2005水泥膠砂流動(dòng)度測定方法測試水泥膠砂流動(dòng)度。水泥—石粉、水泥—粉煤灰、水泥—石粉—粉煤灰試件配合比見表1～表3。

表1 水泥—石粉試件配合比表

表2 水泥—粉煤灰試件配合比表

表3 水泥—石粉—粉煤灰試件配合比表

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 水泥—石粉試件流動(dòng)性能

新拌砂漿流動(dòng)度隨石粉摻量的變化如圖1所示。

圖1是石粉摻量對水泥砂漿流動(dòng)性能的影響情況，分析圖形可以得出，水泥砂漿的流動(dòng)性受石粉的摻量影響顯著，其流動(dòng)性隨著石粉摻量的增加而增大。當(dāng)石粉摻量為膠凝材料的5%時(shí)，試件流動(dòng)度較純水泥砂漿增加了2.1%，隨著石粉摻量的增加，當(dāng)石粉摻量為8%，10%，15%時(shí)，水泥砂漿的流動(dòng)性逐漸加大，且流動(dòng)性增加指數(shù)逐漸變大，其流動(dòng)度較純水泥砂漿分別增加了8.4%，16.3%和22.2%，由此可見，摻加石粉能明顯提高砂漿的流動(dòng)性。這是由于石粉的離子與水泥顆粒產(chǎn)生了靜電斥力，對水泥砂漿產(chǎn)生了“分散作用”，從而增加了水泥砂漿的流動(dòng)性；并且石粉顆粒直徑較水泥顆粒小，填充在水泥顆粒之間，起到“潤滑作用”。通過石粉的“分散作用”與“潤滑作用”的雙重效應(yīng)致使水泥砂漿的流動(dòng)性能明顯提高。

2.2 水泥—粉煤灰試件流動(dòng)性能

圖2是粉煤灰摻量對水泥砂漿流動(dòng)性能的影響情況，分析圖形可以得出，膠砂的流動(dòng)性能隨著粉煤灰摻量的增加得到明顯改善，當(dāng)粉煤灰摻量為膠凝材料總量的5%，10%，15%時(shí)，砂漿流動(dòng)度分別比基準(zhǔn)水泥膠砂流動(dòng)度增加了8.8%，18.8%和42%，與石粉相比，同等摻量的粉煤灰在改善砂漿流動(dòng)性能方面效果更加突出，這主要是由于粉煤灰的三大效應(yīng)所致：“形貌效應(yīng)”“顆粒效應(yīng)”以及“分散效應(yīng)”。由于粉煤灰的形貌呈球形，在漿體中起到“軸承滾珠”的作用，而石灰石粉顆粒呈多邊棱角狀，所以，粉煤灰較石灰石粉提高膠砂流動(dòng)度明顯。

2.3 水泥—石粉—粉煤灰試件流動(dòng)性能

圖3為粉煤灰與石粉復(fù)摻時(shí)對膠砂流動(dòng)性能影響。由圖可見，當(dāng)石粉摻量為8%時(shí)，隨著粉煤灰摻量的增加，膠砂的流動(dòng)度逐漸增大。分別摻入5%,10%,15%的粉煤灰時(shí)，膠砂流動(dòng)度比單摻8%石粉分別增加了15.2%,20.5%和35.8%，比單摻5%,10%,15%的粉煤灰時(shí)分別增加了11.9%,6.8%和3%。由此可以得出，復(fù)摻石粉和粉煤灰會(huì)起到“疊加作用”，較單摻一種礦物改善作用提高。

3 結(jié)語

1)石粉可改善水泥砂漿的流動(dòng)度，隨石粉摻量增加其流動(dòng)性逐漸增大；當(dāng)石粉摻量為15%時(shí)，水泥砂漿的流動(dòng)度較純水泥砂漿增加22.2%。2)粉煤灰提高水泥砂漿的流動(dòng)性能較石粉明顯，當(dāng)粉煤灰摻量為15%時(shí)，水泥砂漿的流動(dòng)度較純水泥砂漿增加42%。復(fù)摻石粉和粉煤灰會(huì)起到“疊加作用”，較單摻一種礦物改善作用提高。當(dāng)固定石粉摻量為8%時(shí)，摻入15%的粉煤灰，其流動(dòng)度較純水泥砂漿增加46%。

[1]汪澤云,石云興.粉體的復(fù)合效應(yīng)對混凝土流動(dòng)性與流變性能的影響.四川建筑科學(xué)研究,2004,3(30):105-107.

[2]張 旭.高摻量復(fù)合礦物摻合料自密實(shí)混凝土研究.重慶：重慶大學(xué),2004.

[3]郭慶偉.巖石基礦物摻合料對水泥基膠凝材料性能影響研究.長沙：中南大學(xué),2014.

[4]馬燁紅,吳笑梅,樊粵明.石灰石粉作摻合料對混凝土工作性能的影響.混凝土,2007(7):56-59.

[5]張 馳,袁曉露,周世華.礦物摻合料與高效減水劑對水泥基材料流變性能的影響.混凝土，2004(9):43-46.

On influence of mineral admixtures on flow property of cement mortar

Cheng Dan1Bi Fanghua2

(1.TianjinMunicipalEngineeringDesign&ResearchInstitute,Tianjin300051,China;2.SchoolofEnvironmentalandChemicalEngineering,TianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300051,China)

The paper researches the influence of composite effect of mountain flour and coal ash on the flowing property of the cement mortar, proves by the results that the mountain flour play the roles of dispersion and lubrication of the cement mortar while the latter also has the impact on its dispersion, indicates both of them can enhance its flow property with evident combined admixture, so it has the additive effects.

mountain flour, fly ash, flow property

1009-6825(2015)18-0121-02

2015-04-18

成 丹(1990- )，男，碩士，助理工程師； 畢芳華(1987- )，女，在讀碩士

TU525

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