超細(xì)粉煤灰物理特性對(duì)漿體性能的影響與機(jī)理

曾 玻， 鄒紅生， 楊 飛， 唐凱靖， 王建波， 李 星， 林龍沅

(1. 西南科技大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院; 固體廢物處理與資源循環(huán)利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 四川省非金屬礦粉體改性與高質(zhì)化利用技術(shù)工程實(shí)驗(yàn)室， 四川 綿陽(yáng) 621010； 2. 綿陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 材料工程系， 四川 綿陽(yáng) 621000)

隨著對(duì)電力需求量的不斷增加，我國(guó)火電廠產(chǎn)出的固體廢物——粉煤灰已對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的負(fù)面影響，對(duì)人體健康產(chǎn)生了巨大的危害。將粉煤灰作為輔助膠凝材料摻入水泥混凝土中，已成為粉煤灰資源化處理的主要途徑。粉煤灰的粒徑分布和顆粒形貌是影響其在水泥、 混凝土中力學(xué)表現(xiàn)的2個(gè)重要物理因素： 1)粉煤灰細(xì)度減小， 粒度分布均勻， 比表面積增大，均可以提高粉煤灰反應(yīng)程度以及細(xì)化和填充孔隙使?jié){體結(jié)構(gòu)致密，從而提高水泥、 混凝土的力學(xué)性能[1-3]； 2)粉煤灰中較多表面光滑的球形顆粒，可使?jié){體的潤(rùn)滑作用增強(qiáng)，減少需水量，改善水泥、 混凝土的流變性質(zhì)，同時(shí)避免了過多的水被蒸發(fā)后留下大量的孔隙，從而使?jié){體結(jié)構(gòu)更加密實(shí)[4-8]。粉煤灰處理方式?jīng)Q定了粉煤灰的物理特性。 基于不同粉磨原理， 破碎產(chǎn)物的形貌和粒度分布都存在較大差異，從而導(dǎo)致粉煤灰在水泥、混凝土中的性能表現(xiàn)不同。球磨中的物料與研磨介質(zhì)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)作用下，經(jīng)過一系列沖擊、碾壓等作用完成粉煤灰的粉磨[9-10]。球磨制備的粉煤灰球形顆粒少，呈破碎狀，缺陷多，球狀表面粗糙，導(dǎo)致需水量增加。在近似相同的比表面積情況下，球磨制備的粉煤灰水泥膠砂流動(dòng)度低于分選粉煤灰的水泥膠砂漿體；但由于顆粒表面被破壞，比表面積增大，反應(yīng)程度增加，因此其膠砂抗壓強(qiáng)度略高于分選粉煤灰的水泥漿體[11-12]。球磨因?yàn)檫m應(yīng)多種物料，操作簡(jiǎn)單，處理量大被廣泛應(yīng)用，但同時(shí)也存在著破碎產(chǎn)物粒度分布均勻度差、設(shè)備損耗大等缺點(diǎn)[10]。振動(dòng)磨是利用研磨介質(zhì)在高頻振動(dòng)的筒體內(nèi)對(duì)物料進(jìn)行沖擊、 摩擦、 剪切等作用，使物料得到粉碎的粉磨設(shè)備[13]，其破碎產(chǎn)物球形顆粒完整度較好，粒度分布較為連續(xù)，其水泥漿體抗壓強(qiáng)度略高于球磨所得粉煤灰[14]。然而，振動(dòng)磨粉磨后的粉煤灰顆粒形狀差別大，當(dāng)顆粒細(xì)度達(dá)到一定程度后，粉磨難度增大，顆粒粒度減小的速率緩慢甚至不變[15]。

曹敏麗[14]對(duì)比了盤磨、環(huán)輥磨、球磨和振動(dòng)磨4種處理方式所得粉煤灰作為混凝土摻合料的力學(xué)性能表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)盤磨所得破碎粉煤灰表現(xiàn)最好，其次為環(huán)輥磨，振動(dòng)磨和球磨較差。這是因?yàn)楸P磨利用分選機(jī)，將達(dá)到粒度要求的顆粒及時(shí)收集，粗顆粒繼續(xù)在磨盤的旋轉(zhuǎn)下被連續(xù)擠壓、 研磨、 剪切，得到的粉煤灰有更均勻的粒徑分布和更多的表面完整的球顆粒。環(huán)輥磨利用離心力使物料受到磨環(huán)的擠壓、 研磨、 沖擊而被粉碎的粉煤灰，其粒度分布較為均勻，有較好的球形度；振動(dòng)磨粉碎的粉煤灰粒度分布較均勻，但其球形度低于環(huán)輥磨；球磨粉碎的粉煤灰，因?yàn)橛写箢w粒存在，顆粒分布均勻度較差且球形度也差。目前，實(shí)際生產(chǎn)中常用的粉磨方式，如球磨、振動(dòng)磨，都是通過介質(zhì)或設(shè)備與物料之間在運(yùn)動(dòng)的過程中產(chǎn)生的作用力，實(shí)現(xiàn)粉煤灰的粉碎。這不僅損耗設(shè)備，還易發(fā)生過磨現(xiàn)象，使粉煤灰顆粒形態(tài)發(fā)生改變。在減少設(shè)備磨損、提高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)能完好保留球形顆粒，并使其粒度達(dá)到預(yù)期要求，仍是改進(jìn)粉煤灰粉碎工藝的迫切需求之一。

蒸汽動(dòng)能磨是以過熱蒸汽為介質(zhì)，通過噴嘴形成高速氣流帶動(dòng)物料相互碰撞，從而實(shí)現(xiàn)超細(xì)粉碎的設(shè)備[16-17]，該設(shè)備具有能耗低、粉碎力度大、破碎周期短等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)利用蒸汽動(dòng)能磨粉碎粉煤灰，研究粉碎產(chǎn)物的粒度分布、顆粒形貌、摻入水泥漿體的力學(xué)性能表現(xiàn)及水化進(jìn)程，并與球磨粉磨的粉煤灰進(jìn)行對(duì)比，為粉煤灰的高效資源化利用提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

水泥，山東魯城水泥有限公司生產(chǎn)的P·I 42.5硅酸鹽水泥；粉煤灰，河南平頂山粉煤灰，原灰的粒度D50=13.97 μm，將原灰編號(hào)為FA1，便于與粉碎后的粉煤灰進(jìn)行區(qū)分。

1.2 超細(xì)粉煤灰的制備

采用蒸汽動(dòng)能磨(LNGS-80)制備超細(xì)粉煤灰：當(dāng)系統(tǒng)的蒸汽壓力接近0.5 MPa、蒸汽溫度為260 ℃時(shí)，粉煤灰通過加料螺桿從緩存?zhèn)}進(jìn)入粉碎腔，經(jīng)過噴嘴產(chǎn)生的高速氣流在相互碰撞、摩擦中被粉碎；調(diào)節(jié)分級(jí)機(jī)變頻器頻率，使粒徑不合格的物料回到粉碎室繼續(xù)破碎；滿足要求的顆粒在引風(fēng)機(jī)的作用下進(jìn)入除塵器，利用高溫袋式除塵器，以脈沖清灰方式完成產(chǎn)品的收集[18]。調(diào)整蒸汽動(dòng)能磨的分級(jí)頻率所得粉煤灰顆粒粒度如表1所示，以FZ1、 FZ2、 FZ3對(duì)各粒度粉煤灰依次命名。

表1 不同頻率下蒸汽動(dòng)能磨制備的粉煤灰粒度

球磨(無錫建議儀器機(jī)械有限公司，SM-500型)制備超細(xì)粉煤灰：將粉煤灰放入裝有不同直徑鐵球的腔體中，使球磨中的鐵球與粉煤灰相互擠壓形成沖擊力，在沖擊和研磨的作用下，實(shí)現(xiàn)粉體的擊碎和磨碎[13]。球磨不同時(shí)間獲得的粉煤灰粒度如表2所示，以FQ1、 FQ2對(duì)各粒度粉煤灰依次命名。

表2 球磨不同時(shí)間所制備的粉煤灰粒度

1.3 測(cè)試方法

1.3.1 粉煤灰物理特性的測(cè)試

采用激光粒度分析儀(Mastersizer 3000)對(duì)粉煤灰粒徑進(jìn)行測(cè)試， 采用掃描電子顯微鏡(SEM， LEO440型)對(duì)粉煤灰顆粒形貌進(jìn)行觀察， 采用X射線衍射儀(XRD，D/MAX-IIIB型)對(duì)粉煤灰礦物組分進(jìn)行分析， 利用Zetasizer Nano ZS90納米粒徑電位分析儀對(duì)顆粒Zeta電位進(jìn)行測(cè)定， 粉煤灰的燒失量按GB/T 176進(jìn)行測(cè)試，需水量、 含水量、 強(qiáng)度活性指數(shù)分別按GB/T 1596—2017附錄A《粉煤灰需水量比試實(shí)驗(yàn)方法》、 附錄B《粉煤灰含水量試驗(yàn)方法》、附錄C《粉煤灰強(qiáng)度活性指數(shù)試驗(yàn)方法》進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1.3.2 粉煤灰-水泥復(fù)合膠凝材料抗壓強(qiáng)度的測(cè)試

粉煤灰為膠凝材料總質(zhì)量的30%、 40%、 50%，自來水添加量為膠凝材料總質(zhì)量的0.3，拌和粉煤灰-水泥復(fù)合膠凝體系，在40 mm×40 mm×40 mm的模具中成型，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)24 h脫模后置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)，溫度為(20±2)℃，測(cè)試齡期為28 d。養(yǎng)護(hù)至齡期，測(cè)試其抗壓強(qiáng)度。

1.3.3 水化產(chǎn)物細(xì)觀結(jié)構(gòu)的測(cè)試

背散射的測(cè)試原理：依據(jù)背散射電子成像原理，固體樣品中原子核反彈回來的背散射電子，在樣品表面平均原子序數(shù)較高的區(qū)域形成較亮的圖像，反之則形成較暗的圖形。在水泥基復(fù)合材料硬化漿體中，背散射電子圖像中的灰度值從亮到暗依次是未水化的水泥熟料、Ca(OH)2、 C-S-H膠凝產(chǎn)物、孔隙，未水化粉煤灰的顏色在水化產(chǎn)物C-S-H和CH之間，因此，可通過分析不同復(fù)合膠凝材料硬化漿體的背散射電子圖像，觀察硬化漿體中顆粒表觀形貌的侵蝕變化，研究復(fù)合膠凝材料各組分的水化程度[19-21]。

背散射的測(cè)試方法：選取在抗壓強(qiáng)度測(cè)試中被壓碎的漿體試樣，并采用粒度范圍為20～28、 7～10、 3～5 μm的砂紙對(duì)漿體試樣進(jìn)行依次打磨，使其尺寸達(dá)到10 mm×10 mm×2 mm(長(zhǎng)×寬×高)左右。將磨好的漿體試樣放入直徑為25 mm×25 mm的圓柱型硅膠軟模具中，加入環(huán)氧樹脂固化劑進(jìn)行固化。固化后的試樣用粒度范圍為7～10、 3～5 μm的砂紙依次打磨，然后用9、 3、 1 μm的金剛石拋光劑各拋光3～5 min。每次拋光結(jié)束后，用超聲波清洗機(jī)洗凈樣品表面，最后利用背散射掃描電子顯微鏡(BSE，Tescan MAIA3型)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 物理特性測(cè)試

2.1.1 粉碎產(chǎn)品粒度分布分析

通過各粒度粉煤灰的粒度分布(表3和圖1)發(fā)現(xiàn)， 不同粉磨工藝的破碎產(chǎn)物隨著粒度的減小， 其粒度分布均逐漸變窄。 從表3可知， 在相同粒徑下， 蒸汽動(dòng)能磨制備的細(xì)顆粒粉煤灰中小于1 μm的含量低于球磨制備的細(xì)顆粒粉煤灰， 1～3 μm的含量?jī)烧邘缀跸嗤?；?dāng)種工藝粉煤灰粒徑D50分別為4.67、 4.82 μm時(shí)，可以明顯地看出，蒸汽動(dòng)能磨制備的超細(xì)粉煤灰顆粒中，3～10 μm的含量遠(yuǎn)高于球磨制備的粉煤灰，且大于10 μm的含量前者遠(yuǎn)低于后者。這是因?yàn)檎羝麆?dòng)能磨過度粉碎程度較輕，當(dāng)破碎顆粒達(dá)到分級(jí)要求，能夠被及時(shí)排出、 收集，所以，與球磨相比，蒸汽動(dòng)能磨粉磨的粉煤灰粒度分布更均勻、 更窄。

表3 不同粉碎工藝下粉煤灰的粒度分布

圖1 不同粒徑粉煤灰的粒度分布Fig.1 Particle size distribution of fly ash with different particle sizes

2.1.2 粉碎產(chǎn)品形貌分析

利用SEM對(duì)原灰、蒸汽動(dòng)能磨和球磨所制備的細(xì)顆粒粉煤灰進(jìn)行形貌分析(圖2)。圖2 a)顯示，原粉煤灰中含有大量球形顆粒，且顆粒大小分明。當(dāng)2種工藝將粉煤灰粉磨至D50=9 μm時(shí)，蒸汽動(dòng)能磨破碎產(chǎn)物依舊以球形顆粒為主，少量大顆粒被粉碎成多孔不規(guī)則的顆粒，如圖2 b)所示。球磨破碎產(chǎn)物(圖2 e))主要以不規(guī)則顆粒為主，存在少量的球形細(xì)顆粒。當(dāng)2種工藝將粉煤灰粉磨至5 μm時(shí)，蒸汽動(dòng)能磨破碎產(chǎn)物(圖2 c))中的大顆粒，完全被粉碎成多孔狀不規(guī)則顆粒，小球形顆粒被保留下來且表面依舊光滑；球磨破碎產(chǎn)物(圖2 f))中球形顆粒較少，存在大量細(xì)顆粒并團(tuán)聚成大顆粒。從圖2 d)可以看出， 當(dāng)蒸汽動(dòng)能磨破碎產(chǎn)物的粒徑為D50=3.3 μm時(shí)，粉煤灰中仍存在較多的球形顆粒，且整體顆粒分散，大小均勻。分析其原因是： 1)粉煤灰進(jìn)入蒸汽動(dòng)能磨粉碎腔中，達(dá)到分級(jí)要求的顆粒及時(shí)被分離，能夠更好地保護(hù)球形顆粒； 2)粉煤灰在蒸汽動(dòng)能磨中出現(xiàn)的過粉碎現(xiàn)象少，保證了顆粒的均勻性。因此，蒸汽動(dòng)能磨粉磨的粉煤灰能更好地保留球形顆粒，且顆粒粒徑分布更窄。

a)FA1b)FZ1c)FZ2d)FZ3e)FQ1f)FQ2圖2 不同粉碎工藝粉煤灰的SEM圖像Fig.2 SEMoffine-particleflyashunderdifferentcrushingprocesses

2.1.3 粉碎產(chǎn)品礦物成分分析

利用X射線衍射分析不同工藝粉碎產(chǎn)品的礦物組分(圖3)，發(fā)現(xiàn)粉煤灰礦物成分無明顯變化。這是因?yàn)榉勖夯业V物成分穩(wěn)定，不受機(jī)械研磨以及氣流粉碎的影響。

圖3 不同粉碎工藝下粉煤灰的XRD圖譜Fig.3 XRD patterns of fly ash under different crushing processes

2.1.4 粉碎產(chǎn)品燒失量、含水量及Zeta電位分析

不同工藝下、 不同粒度粉煤灰的燒失量、含水量、以及Zeta電位如表4所示。燒失量是指粉煤灰在1 100 ℃灼燒一定時(shí)間后失去的質(zhì)量，占105 ℃下烘干后的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；含水量是指粉煤灰在溫度為105 ℃下烘干后失去的質(zhì)量，占原始質(zhì)量的分?jǐn)?shù)。由表4可知，粉磨后的粉煤灰燒失量均有提高，且隨著粒度的減小略微升高；當(dāng)D50約為9 μm時(shí)，蒸汽動(dòng)能磨與球磨破碎產(chǎn)物燒失量相當(dāng)；當(dāng)其D50約為5 μm時(shí)， 球磨粉磨的粉煤灰燒失量大于蒸汽動(dòng)能磨制備的粉煤灰，這是因?yàn)榍蚰ナ狗勖夯抑械拇罅壳蛐晤w粒被粉碎成不規(guī)則細(xì)顆粒，導(dǎo)致球體內(nèi)部未燃燒碳被釋放。從表4可知，2種工藝粉碎產(chǎn)物的含水量均有所降低，但在相同粒徑下，粉磨工藝對(duì)粉煤灰含水量的影響并不明顯。

表4 不同粉碎工藝下的粉煤灰物理特性

Zeta電位是表征膠體分散系穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。Zeta電位的絕對(duì)值越大，體系則越穩(wěn)定，則膠體不易團(tuán)聚。從表4中可以看出，蒸汽動(dòng)能磨破碎產(chǎn)物的Zeta電位絕對(duì)值均比原粉煤灰的高，但隨著粒度的減小呈下降趨勢(shì)。而球磨粉磨的粉煤灰Zeta電位絕對(duì)值略小于原粉煤灰。從Zeta電位的絕對(duì)值高低可以看出，蒸汽動(dòng)能磨粉磨的粉煤灰分散性好于球磨粉磨的粉煤灰的。

2.1.5 粉碎產(chǎn)品的需水量分析

根據(jù)GB/T 1596—2017中規(guī)定的方法， 測(cè)定不同工藝、 不同粒徑粉煤灰的需水量， 其結(jié)果如圖4所示。 除D50=9.57 μm的蒸汽動(dòng)能磨粉碎產(chǎn)物， 粉磨后的粉煤灰需水量均有所增加。 從圖2 b)可以看出，D50=9.57 μm粉煤灰中仍存在大量球形顆粒， 僅少部分大顆粒被粉碎成不規(guī)則形狀， 粒度分布和形貌與原粉煤灰的差距較小， 所以需水量無變化。 同一種工藝下， 隨著粒度的減小，粉煤灰的需水量呈增大趨勢(shì)， 這是因?yàn)楦嗟那蛐晤w粒被粉碎， 導(dǎo)致顆粒表面粗糙， 孔隙增加， 使需水量增加。 同一種粒徑下， 蒸汽動(dòng)能磨粉磨的粉煤灰需水量低于球磨粉磨的粉煤灰， 這是因?yàn)檎羝麆?dòng)能磨更好地保留了球形顆粒。

2.1.6 粉碎產(chǎn)品強(qiáng)度活性指數(shù)分析

圖5為不同工藝下、不同粒徑的粉煤灰28 d強(qiáng)度活性指數(shù)測(cè)試結(jié)果。由圖可知，磨細(xì)后的粉煤灰28 d強(qiáng)度活性指數(shù)均有所提高。同工藝下，隨著粒度的減小，強(qiáng)度活性指數(shù)呈上升趨勢(shì)，這是因?yàn)榉勖夯翌w粒減小，比表面積增大，提高了粉煤灰的水化程度。在相同粒徑下，球磨粉碎產(chǎn)品的強(qiáng)度活性指數(shù)低于蒸汽動(dòng)能磨粉碎產(chǎn)品的，這是因?yàn)榍蚰ヮw粒不規(guī)則，易團(tuán)聚，且粒度分布范圍寬，存在更多的大顆粒，導(dǎo)致強(qiáng)度活性指數(shù)減小。

圖4 不同粉碎工藝下粉煤灰的需水質(zhì)量Fig.4 Waterdemandqualityofflyashunderdifferentcrushingprocesses圖5不同粉碎工藝下粉煤灰的強(qiáng)度活性指數(shù)Fig.5 Thestrengthandactivityindexofflyashunderdifferentcrushingprocesses

2.2 粉碎產(chǎn)品的凈漿抗壓強(qiáng)度

以純硅酸鹽水泥凈漿和原粉煤灰作為對(duì)照組，研究蒸汽動(dòng)能磨和球磨2種工藝制備的細(xì)顆粒粉煤灰凈漿力學(xué)性能之間的差異，其結(jié)果見表5。如表5所示，原粉煤灰的28 d凈漿抗壓強(qiáng)度最低，粉磨后的粉煤灰28 d凈漿抗壓強(qiáng)度均有所提高，且在同種工藝下，粒度越小其抗壓強(qiáng)度越高。這是因?yàn)樵勖夯翌w粒粒徑大，球形顆粒內(nèi)部的活性成分與外界反應(yīng)介質(zhì)難以接觸；而粉碎后的粉煤灰，大顆粒被粉碎，內(nèi)部活性成分暴露出來，接觸面積增大，使粉煤灰的反應(yīng)速率增加。同時(shí)，細(xì)顆粒的增加可填充漿體的孔隙使結(jié)構(gòu)更加致密，從而使?jié){體的抗壓強(qiáng)度提高。

在相同粒徑下，粉煤灰-水泥復(fù)合膠凝材料凈漿漿體的力學(xué)性能，隨著粉煤灰摻量的增加而降低。當(dāng)粒度為3.3 μm的粉煤灰等量替代質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的水泥時(shí)，其抗壓強(qiáng)度最高，為70.24 MPa。當(dāng)粒徑相同時(shí)，蒸汽動(dòng)能磨所制備的粉煤灰28 d凈漿漿體抗壓強(qiáng)度均高于球磨的。這是因?yàn)檎羝麆?dòng)能磨制備的粉煤灰球形顆粒多，且粒度分布范圍窄，細(xì)顆粒多于球磨的，分散性好，不僅能填充漿體孔隙，使結(jié)構(gòu)密實(shí)，還能提高粉煤灰水化速率，從而使?jié){體抗壓強(qiáng)度增強(qiáng)。相比球磨制備的超細(xì)粉煤灰，蒸汽動(dòng)能磨制備的超細(xì)粉煤灰更能提高粉煤灰-水泥復(fù)合膠凝材料漿體的力學(xué)性能。

表5 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)下各粉碎工藝制備的粉煤灰凈漿漿體28 d抗壓強(qiáng)度

2.3 粉煤灰-水泥復(fù)合膠凝材料漿體細(xì)觀結(jié)構(gòu)分析

細(xì)觀結(jié)構(gòu)決定了水泥漿體的宏觀性質(zhì)，對(duì)漿體進(jìn)行微觀測(cè)試分析，可以從根本上了解粉煤灰物理特性對(duì)漿體力學(xué)性能的影響機(jī)制。選擇FZ2、 FQ2等量替代質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的水泥所制備的28 d凈漿漿體進(jìn)行測(cè)試，得到背散射圖像。同時(shí)利用Image-ProPlus 6.0軟件對(duì)圖像中的CH、 水化產(chǎn)物、 未反應(yīng)粉煤灰和孔隙分布進(jìn)行顏色標(biāo)注等圖像處理，如圖6所示。

從圖6可以看出， 蒸汽動(dòng)能磨制備的超細(xì)粉煤灰(D50=4.67 μm)凈漿漿體的水化產(chǎn)物分布范圍(圖6 b)比球磨制備的超細(xì)粉煤灰(D50=4.82 μm)凈漿漿體(圖6 f)的大； 球磨制備的超細(xì)粉煤灰-水泥復(fù)合膠凝材料漿體的CH(圖6 a)和未反應(yīng)粉煤灰的分布范圍(圖6 c)大于蒸汽動(dòng)能磨所制備的超細(xì)粉煤灰凈漿漿體(圖6 e和g)。 說明球磨制備的超細(xì)粉煤灰水化速率比蒸汽動(dòng)能磨所制備的相同粒徑的粉煤灰慢。 從圖6 d、 h可以看出， 2種工藝粉磨的粉煤灰摻入水泥后， 其復(fù)合膠凝材料漿體都存在少量孔隙， 因此， 從圖中各組分分析得出， 球磨粉磨的超細(xì)粉煤灰因?yàn)榱６确植疾痪鶆颍?粗顆粒多于蒸汽動(dòng)能磨所制備的超細(xì)粉煤灰， 且顆粒容易團(tuán)聚，從而導(dǎo)致其水化程度低， 生成的水化產(chǎn)物少； 而由于2種工藝制備的粉煤灰其粒徑均較小， 且細(xì)顆粒居多， 在早期能較好地填充漿體結(jié)構(gòu)， 因此對(duì)孔隙的影響較小。

a)FZ2漿體,水化產(chǎn)物分布b)FZ2漿體,CH分布c)FZ2漿體,未反應(yīng)粉煤灰分布d)FZ2漿體,孔隙分布e)FQ2漿體,水化產(chǎn)物分布f)FQ2漿體,CH分布g)FQ2漿體,未反應(yīng)粉煤灰分布h)FQ2漿體,孔隙分布圖6 凈漿漿體BSE圖像中水化產(chǎn)物、CH、未反應(yīng)粉煤灰、孔隙的分布Fig.6 Distributionofhydrationproducts,CH,unreactedflyashandporesinBSEimageofpureslurry

3 結(jié)論

利用蒸汽動(dòng)能磨和球磨2種工藝制備超細(xì)粉煤灰， 研究超細(xì)粉煤灰物理特性差異對(duì)水泥漿體力學(xué)性能的影響。 結(jié)果表明： 蒸汽動(dòng)能磨制備的超細(xì)粉煤灰過度粉碎程度較輕， 粒度分布范圍窄， 顆粒粒徑均勻， 球形顆粒多， 表面光滑， 分散性好， 有利于減少需水量， 改善強(qiáng)度活性指數(shù)； 且在水泥漿體中水化速率快， 生成的水化產(chǎn)物較多， 有利于提高復(fù)合膠凝材料凈漿漿體抗壓強(qiáng)度； 當(dāng)粒徑為3.3 μm的粉煤灰等量替代質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的水泥時(shí)， 粉煤灰-水泥復(fù)合膠凝材料28 d抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到硅酸鹽水泥的83.85%。