矿物掺合料在阿利特-硫铝酸盐水泥中的应用研究

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本文利用工业生产和实验室制备的阿利特-硫铝酸盐水泥熟料制备阿利特-硫铝酸盐水泥,对矿渣、粉煤灰、石灰石三种矿物掺合料掺加到阿利特-硫铝酸盐水泥中引起的水化、凝结、硬化性能的变化:对矿物掺合料的不同细度、不同掺最、复合掺加对阿利特-硫铝酸盐水泥各种性能的改变以及对外加剂的适应性进行了研究和探讨。 研究结果表明,矿渣与阿利特-硫铝酸盐水泥熟料共同粉磨制备的水泥与分别粉磨的水泥相比,疑结时间缩短,1d强度较高,但3d及以后各龄期的强度较低。矿渣与阿利特-硫铝酸盐水泥熟料分别粉磨制备的水泥,随矿渣的掺量增加,水泥凝结时间延长,各龄期强度逐渐下降;随比表面积增大,凝结时间缩短,强度增高。矿渣的最佳比表面积为400m2/kg,掺量为50%。矿渣的掺入降低了水泥水化放热速率,矿渣掺量越多,水化放热速率越低,水化放热越集中。 掺加粉煤灰,凝结时间延长,强度降低。随着粉煤灰掺量的增大,各龄期强度明显下降,早期尤其明显,但7天及以后龄期强度增长较快,差距逐渐缩小。水泥的强度随粉煤灰的比表面积增大而增大,且1天比较明显。粉煤灰的掺量对水泥强度的影响大于比表面积的影响,同样,粉煤灰的掺量增大,水泥的水化放热减小。 掺加适量石灰石,阿利特-硫铝酸盐水泥的凝结时间缩短,早期强度提高,特别是1天强度。石灰石的比表面积增大,早期强度提高,但后期强度增进较小。过多的石灰石则降低水泥强度。掺入10%的石灰石使得早期水化放热速率明显增大,但后期放热速率较低。 双掺矿渣粉煤灰的试样的强度值都在相同掺量的单掺矿渣和单掺粉煤灰的试样之间,且强度并不随粉煤灰掺量的增多而下降。这说明水泥中复掺矿物掺合料能够发挥其复合协同效应。粉煤灰与矿渣粉复合,当矿渣与粉煤灰的比例为2:3或4:1时,水泥的强度与相同掺量下单掺矿渣的水泥强度接近。当固定粉煤灰掺量为15%时,水泥强度与相同掺量单掺矿渣的强度相近。三掺矿渣粉煤灰石灰石时,各配比试样的早期强度相近,随着养护时间延长,强度差别增大,到28d,差别最大,但随着养护时间再增加,差别再次减小。 不同高效减水剂对阿利特-硫铝酸盐水泥浆体的流动度及流动度经时损失的作用效果不同,聚羧酸盐高效减水剂最好,氨基磺酸盐次之,萘磺酸盐较差:矿物掺合料可以改善阿利特-硫铝酸盐水泥与减水剂的适应性,其掺量越大,水泥净浆的流动度越大,流动度经时损失越小,矿渣粉的作用效果优于粉煤灰。 无机外加剂使水泥的初凝时间缩短。加入2%CaCl2的试样的初凝时间最短,但对于终凝时间,各种外加剂作用不同。CaCl2与NaNO3的复合能与FDN减水剂共同作用,增强FDN的减水效果,提高水泥的流动度,而Na2SO4使FDN的减水能力失效;NaCl和CaCl2能促进水泥的水化,使水泥的早期强度和后期强度均有显著增加。掺加适量的矿物掺合料,水泥各龄期的强度均有所增加。
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