超高掺量粉煤灰混凝土抗压强度试验研究

超高掺量粉煤灰混凝土抗压强度试验研究

粉煤灰是水库燃烧和发电后的主要固体残渣。如果不添加、任意沉积和填充，将对环境产生重大影响。因此本文考虑在80%超高掺量粉煤灰混凝土中添加常见外加剂(氢氧化钠,碳酸钠,硫酸钠,磷酸钠和氯化钙),进行对比试验并详细分析各外加剂对粉煤灰混凝土性能影响的机理,藉以此研制性能良好的超高掺量粉煤灰混凝土。1原材料和试验方法1.1粉煤灰的性能水泥:葛洲坝集团水泥有限公司生产的42.5普通硅酸盐水泥,性能指标见表1所示。粉煤灰:青山热电厂生产的Ⅱ级粉煤灰,呈灰黄色,其化学成分见表2所示。外加剂:国药集团化学试剂有限公司生产的氢氧化钠,碳酸钠,硫酸钠,磷酸钠和氯化钙固体药剂。1.2粉煤灰混凝土抗压强度粉煤灰与水泥质量比固定在8∶2,取水灰比为0.3,萘系减水剂取原料总质量的0.2%。为了使结果更加具有对比性,0.3水灰比对应的去离子水全部用来配置外加剂溶液,各外加剂均配成0.5mol/L溶液且该溶液用于拌合粉煤灰混凝土,无需额外用水。800g粉煤灰与200g水泥干拌3min使其充分混合,20g萘系减水剂溶于300mL外加剂溶液分3次加入混合料中充分搅拌,在(20±2)℃,相对湿度大于90%的条件下养护48h脱模,再将试件放在标准养护室中分别养护至7d、14d、28d和56d龄期时取出进行抗压强度测试。值得注意的是,不宜将试件放在水中浸泡养护,以防止离子流失而影响实际水化反应。2结果的讨论与分析2.1各龄期组间竞争强度对比测得各个龄期立方体抗压强度如表3所示,为了更加直观的对比各个龄期各组试验强度的差异性,在坐标系中作出条形图及曲线图分别如图1、图2所示。2.2试验结果的比较从图1和图2可以看出,80%超高掺量粉煤灰混凝土基础强度及早期强度均较低,添加NaOH、Na2.2.1粉煤灰碱土的化学组成超高掺量粉煤灰与水泥在较长时间的干拌以后,粉煤灰颗粒与水泥颗粒能够充分均匀混合,这样能够有效防止加水拌合后由于材料体系内部不均匀而对宏观性能造成影响,硅酸盐水泥遇水后迅速水化,生成水化硅酸钙(C—S—H),水化铝酸钙和氢氧化钙(CH),其水化方程如下所示:硅酸三钙水化:硅酸二钙水化:铝酸三钙水化:式中,x为钙硅比。粉煤灰的主要成分是铝硅酸盐玻璃体,含大量—Si—O—Si—共价键,这种化学键在碱环境下容易与氢氧根反应,并与游离的钙离子生成C—S—H凝胶,其具体化学反应式如下所示水泥水化跟粉煤灰碱激活水化产生大量的C—S—H凝胶密集的分布在材料颗粒表面并使其相互间粘结在一起(图3),这在宏观力学上表现为材料强度。随着水化的深入,材料体系的强度越来越高,当水泥主要水化过程完成,且游离的Ca2.2.2试验2：外加剂为300ml0.5mol/lnaoh溶液NaOH是典型的强碱,它在水溶液中会电离成Na2.2.3试验3：外加剂300ml/lNa除了水泥自身水化和粉煤灰在水泥水化造成的碱环境下反应产生C—S—H凝胶外,CO32.2.4试验4：外加剂300ml/l，lnaNa各向异性生长呈针管状的钙矾石(图4),由于其膨胀特性2.2.5试验5：外加剂300ml/l，lnaNa与实验3、4类似,生成羟基磷灰石晶体消耗了大量的Ca2.2.6试验6:外加剂为0.5mol/lcacl先加入200mL0.5mol/LNaOH溶液,随后再加入100mL0.5mol/LCaCl为了更加直观的对比机理差异,将6组试验结果分析简要列表如表4所示。3种外加剂溶液对早中期强度的影响(1)试验结果显示NaOH、Na(