掺粉煤灰的石粉对水泥胶砂性能的影响

掺粉煤灰的石粉对水泥胶砂性能的影响

复合矿混合材料是指以硅、铝、钙等两种以上氧化为主要成分的两种以上或两种以上的氧化物。根据一定比例混合均匀，改变混凝土性能。1测试1.1岩石粉的种类和组成(1)水泥:P·Ⅰ42.5,比表面积349m(2)粉煤灰:Ⅱ级,烧失量2.5%,7d活性指数71%、28d活性指数74%,细度(45μm筛筛余)13%,需水量比100%。(3)矿渣粉:S95级,烧失量0.4%,7d活性指数63%,28d活性指数101%。(4)天然岩石粉:陕西瑞德宝尔公司的片麻岩石粉(P)、新疆的玄武岩石粉(X)、广西江门的花岗岩石粉(H)和云南的石灰石粉(S)。岩石粉的粒径分布见表3,化学成分见表4。现行标准对石粉的限值主要设定依据为MB值,MB值的主要影响因素(5)砂:ISO连续级配标准砂。1.2试验方法和方案1.2.1水泥胶砂流动度测试方法流动度比和活性指数参考GB/T2419—2005《水泥胶砂流动度测定方法》和GB/T17671—1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》进行测试。1.2.2试验计划(1)充填料的配比为确定片麻岩石粉与不同的矿物掺合料复合后对水泥胶砂流动性和力学性能的影响,选取能改善流动性的应用最广的Ⅱ级粉煤灰、对强度有所改善的S95矿渣粉和目前大量使用的掺合料石灰石粉,具体的配比见表5。(2)代岩石粉对水泥胶砂性能的影响为最大限度地将天然岩石粉利用起来,研究粉煤灰少量取代岩石粉对水泥胶砂性能的影响。对比片麻岩石粉、玄武岩石粉、花岗岩石粉和石灰石粉4种不同天然岩石粉与粉煤灰复掺对水泥胶砂流动性和强度的影响,试验配比见表6。2结果和分析2.1影响水泥砂浆岩的流动性2.1.1片麻岩石粉与煤灰复合的影响见表1由表7可知,片麻岩石粉和粉煤灰复合对流动性改善最好,粉煤灰掺量从10%增加到20%,水泥胶砂流动度不变,可见片麻岩石粉与煤灰复合对水泥胶砂工作性的改善存在极限值,当达到极限值后,继续增加粉煤灰掺量对工作性基本无改善;矿渣粉组和石灰石粉组的变化规律相同,随其掺量增加,流动性增加,工作性得到改善,但都不如粉煤灰改善效果好。因为粉煤灰颗粒形貌比水泥光滑,在水泥胶砂凝胶体系中起到滚珠作用增加流动性,具有一定的减水作用。2.1.2石粉掺量对水泥胶砂流动性的影响由表8可知,片麻岩石粉组和花岗岩石粉组的变化规律相同,随粉煤灰掺量的增加,流动度比逐渐增加,流动性得到改善,当粉煤灰掺量为30%时片麻岩石粉组水泥胶砂流动度比为92%,比不掺时提高了10%;玄武岩石粉流动性是4种岩石粉中最好的,玄武岩石粉组加入10%粉煤灰后对流动性有降低作用,随粉煤灰掺量的增加,流动度比先增大再减小,复合效果不如单掺玄武岩石粉好;石灰石粉本身具有减水作用,不掺粉煤灰情况下流动性稍弱于玄武岩石粉,随着粉煤灰掺量的增加,流动性先增加后减小,粉煤灰掺量10%时的流动性最好。2.2影响水泥含砂量的影响2.2.1掺合料对抗压强度和抗折强度影响由表9可知,随着各掺合料掺量的增加,除掺石灰石粉组7d抗压强度呈降低趋势外,其它组抗压强度均提高;矿渣粉组对强度提升程度最大,矿渣粉掺量10%组28d抗压强度较P-O组提升21%,20%掺量提升46%,粉煤灰组和石灰石粉组抗压强度随掺合料掺量增加增幅不明显。抗折强度发展规律为:矿渣粉组的抗折强度最高,石灰石粉组最差,随掺量增加,除石灰石粉7d强度下降外其它组均呈增长趋势。7d抗折强度增长规律为:矿渣粉组正增长、粉煤灰组基本不变、石灰石粉组负增长;28d抗折强度发展规律:各组均随掺量增加而提高,矿渣粉组的强度最高,粉煤灰组和石灰石粉组基本保持一致。2.2.2水泥胶砂强度情况掺不同种类岩石粉与粉煤灰复合后的水泥胶砂抗压、抗折强度分别见表10和表11。由表10可知,片麻岩石粉水泥胶砂的7d抗压强度在20%粉煤灰掺量下略有提高,其它掺量下有所下降,28d抗压强度随着粉煤灰掺量的增加而提高;粉煤灰对玄武岩石粉水泥胶砂7d和28d的抗压强度影响规律相似,均在粉煤灰20%掺量时达到最大;掺粉煤灰对花岗岩石粉和石灰石粉水泥胶砂7d和28d的抗压强度影响较小,粉煤灰掺量改变,抗压强度变化范围在2MPa以内,敏感性较差。由表11可知,对于7d抗折强度,粉煤灰掺量0时,掺不同岩石粉的水泥胶砂抗折强度相差0.5MPa以内,粉煤灰掺量20%时,不同岩石粉抗折强度相差1.0MPa以内。石灰石粉组抗折强度在10%掺量时达到最大、其它岩石粉组在20%掺量时达最大。28d抗折强度发展规律:石灰石粉组强度发展最快,随掺量增加,28d抗折强度降低,但下降幅度不大,在0.5MPa以内;片麻岩石粉组和花岗岩石粉组掺量20%以内,粉煤灰掺量增加抗折强度提高;玄武岩石粉组在30%掺量时抗折强度最高。表12为粉煤灰掺量变化对掺不同种类岩石粉的水泥胶砂活性指数的影响。由表12可知,对于7d活性指数,石灰石粉在粉煤灰掺量30%时最大,其它岩石粉在粉煤灰掺量20%时最佳;28d活性指数,片麻岩石粉和玄武岩石粉在粉煤灰20%掺量时最佳,花岗岩石粉在粉煤灰掺量20%时最小,其它掺量下变化不大;龄期相同时石灰石粉的活性指数为4种岩石粉中最低。相同情况下石灰石粉后期活性指数比7d活性指数高,片麻岩石粉组和玄武岩石粉组在0%和20%粉煤灰掺量下,7d活性指数比28d高,10%粉煤灰掺量下后期活性指数更高,30%粉煤灰掺量下片麻岩石粉组后期活性指数更高,玄武岩石粉组2个龄期活性指数相同;花岗岩石粉组在30%粉煤灰掺量下后期活性指数提高1%,其他粉煤灰掺量下,7d活性指数比28d高。2.3不同掺量石粉组活性指数变化复合胶凝体系中,粉煤灰掺量在小范围内改变,不同岩石粉水泥胶砂对其敏感度不一样。粉煤灰掺量的改变,玄武岩石粉组活性指数波动范围大,最大值比最小值增加了30%左右,其它岩石粉组均在10%范围以内。粉煤灰具有火山灰效应3片麻岩石粉复合掺合料流动性的影响(1)掺不同种类的岩石粉,其水泥胶砂流动度也不相同,总体而言,石灰石粉和玄武岩粉的流动度较大,片麻岩粉和花岗岩粉的流动度较小。随着粉煤灰掺量的增加,片麻岩石粉复合掺合料的流动性逐渐改善,但粉煤灰掺量达到某个定值后趋于稳定。(2)在粉煤灰掺量较小的情况下,