超细粉煤灰及其在水泥净浆中的水化特征研究

1、 2.2超细粉煤灰的粒径分布采用激光粒度分析仪对人工制得的超细粉煤灰进行粒度检测,结果见图2与表2。粒径,呻图2超细粉煤灰的粒度分布超细粉煤灰的平均粒径为5.494斗m,体积中位径d矿22l 3斗m,且lO岬以下颗粒占总体积的83.3%,在颗粒分布的区间中。2岬以下颗粒所占体积比例最大。将超细粉煤灰/粉煤灰原灰分别与水泥熟料按2:8和4:6的质量比混合配制成粉煤灰水表2超细粉煤灰颗粒粒径分布粒径/岬体积惕累计体积/%粒径/岬体积慌累计体积脱泥。配制的水泥粒度分布范围更宽,形成的微级配更为合理。由于超细灰中细颗粒的填充作用,使粉煤灰水泥砂浆中孔隙减少,孔隙水减少。试验表明,超细粉煤灰水泥的各龄期

2、强度均远高于粉煤灰原灰水泥强度。见表3。在影响强度的各因素中.粉煤灰细度为主要因素,粉煤灰掺量为次要因素;同掺量下,超细粉煤灰水泥的抗压强度最大可以增大2倍,抗折强度最大可增大1.8倍;而同细度下,不同掺量间原灰水泥强度差最大仅为39%,超细粉煤灰水泥的强度差早期最大为16%,而后期最大为6%,掺量主要影响早期强度。表3水泥强度注:x表示掺人超细粉煤灰,Y表示掺人粉煤灰原灰,“0表示水泥熟料与粉煤灰质量比为6:4.820表示水泥熟料与粉煤灰质胃比为8:2。2.3超细粉煤灰的sEM/TEM观察 粉煤灰原灰的sEM图片见图3。粉煤灰原灰中大颗粒仍然包含许多不同粒径的小颗粒。 图4超细粉煤灰SEM图

3、片 圈3粉煤灰原灰SEM图片超细粉煤灰SEM图片见图4。粉磨后的粉煤灰大部分为形状不规则、不完整的微珠,从断面观察,较大的微珠还由很多更小的微细结构组成。为更详细研究超细粉煤灰的结构特征,对2“m以下的超细粉煤灰进行TEM观察,见图5。从TEM照片发现,即使颗粒粒径仅为200姗,颗粒也是由很多更小的部分构成,这些小颗粒图5超细粉煤灰TEM图片的主要组成为活性玻璃相。是粉煤灰火山灰活性的主要来源。2.4超细粉煤灰在水泥净浆中的水化过程对粉煤灰的超细粉磨,破坏了其原有结构.粒度变小,尤其是玻对超细粉煤灰水泥各龄期进行sEM观察,见图乒lO。从各璃相的粒度变小,使粉煤灰火山灰效应发生时的接触面积更大

4、。个龄期试块的扫描电镜图片中。可以清晰地看到超细粉煤灰颗水化速度得以加快,颗粒与凝胶结合更为紧密,这是超细粉煤粒的水化进程。灰水泥强度显著增强的主要原因。而微细颗粒中惰性部分在砂养护3d时SEM图片见图6,超细灰净浆试样中粉煤灰颗浆中起到微集料密实填充效应,超细粉煤灰的分散状态良好,粒表面已略有水化现象,颗粒界面与凝胶结合紧密,凝胶与粉使砂浆的结构更致密,孔隙更少。煤灰颗粒之间的连接紧密清晰。39图6水化3d的粉煤灰颗粒养护7d时sEM图片见图7,超细灰净浆试样中的粉煤灰颗粒已经明显水化,颗粒表面略有起伏,不再平滑,而且粉煤灰内部的晶体已经略有显现,可见活性部分已经开始与凝胶进行反应而部分析出

5、.图10水化28d的粉煤灰颗粒煤灰颗粒水化程度较高,颗粒内部的晶体结构已充分显现,活性成分大部分已经融入凝胶,颗粒与凝胶结合紧密。3结论(1超细粉煤灰的加入,各龄期强度都有显著改善,尤其是后期强度,与原灰相比较,强度相差最高达2倍。(2粉煤灰的细度对试块的强度影响最大,而掺量的影响相对较小,超细粉磨是改善粉煤灰活性的有效办法。(3通过TEM观察发现,即使粒径仅为200nm,粉煤灰的图7水化7d的粉煤灰颗粒构成仍然相当复杂,这些微细颗粒是粉煤灰水泥快速水化的主养护14d时SEM图片见图8,超细灰净浆试样中的粉煤灰要原因,超细粉磨是破坏粉煤灰结构、增大火山灰效应接触面颗粒已经显著水化,粉煤灰颗粒上

6、出现了一圈水化层,粉煤灰积、促使粉煤灰快速参与水化的有效方法。内部的晶体已清晰可见,粉煤灰颗粒与周嗣凝胶结合良好。(4通过sEM观察发现,超细粉煤灰颗粒在养护初期就已经开始水化,且水化速率较快。在20d时水化程度已经很充分,颗粒内部的晶体结构已经充分显现,超细粉煤灰的快速水化是其各龄期强度高的主要原因,超细粉磨是改善粉煤灰性能的有效手段。参考文献:1】王华,陈德平,宋存义,等.粉煤灰利用研究现状及其在环境保护中的应用【J】.环境与开发。200l(I:45.(11:6869.【3】KuTcHK0B c.KIM A G.F1y ash characteriz卧ion by SEMEDS【J】.Fu

7、eI。2006(85:25372544.图8水化14d的粉煤灰颗粒2003(5:513516.养护到20d时sEM图片见图9,超细灰净浆薹样中的粉煤瞪1兰:f:点:竺矬:裟。:裟三蒜咎式曹紫。篮7聃h 灰颗粒水化程度较高.颗粒内部的品体结构已充分显现,活性【6】cHIN6蔷RAsIRT P,cHAREERAT T,iIRIVIvA抵ANoN v,et a1.Cementd Concrete Compos“。2007,29(3:224229.【7】袁润章,朱颉安,章丽云.粉煤灰活性与结构的关系及提高其活性的途径【J】武汉工业大学学报,1982,4(3:26l一271.大学学报,1995(6:57

8、.【91李辉,商博明,徐德龙,等.粉煤灰中磁珠的微观结构及化学组成【J】.矿业研究与开发,2006,12(6:6568._【lo库辉,商博明,冯绍航,等.粉煤灰理化性质及微观颗粒形貌研冤J】.粉煤灰,2006,10(5:1820.图9水化20d的粉煤灰颗粒养护到28d时sEM图片见图10,超细灰净浆试样中的粉40作者简介:单位地址:联系电话:冯绍航(1978一,男,硕士,讲师,主要从事粉煤灰利用与材料分析工作。陕西省西安建筑科技大学ll#信箱材料科学与工程学院(7100550298220528 l 超细粉煤灰及其在水泥净浆中的水化特征研究作者:冯绍航, 李辉, 王建礼, 李县军, FENG S

9、hao-hang, LI Hui, WANG Jian-li, LI Xian-jun作者单位:冯绍航,李辉,FENG Shao-hang,LI Hui(西安建筑科技大学西部建筑科技国家重点实验室培育基地,陕西,西安,710055;西安建筑科技大学材料科学与工程学院,陕西,西安,710055;陕西尧柏特种水泥有限公司技术中心,陕西,西安,710075, 王建礼,李县军,WANG Jian-li,LIXian-jun(陕西尧柏特种水泥有限公司技术中心,陕西,西安,710075刊名:混凝土英文刊名:CONCRETE年,卷(期:2009,(3引用次数:0次参考文献(10条3.KUTCHKO B G.KIM A G Fly ash characterization by SEM-EDS 2006(855.SAKAIA E.MIYAHARAB S.OHSAWA S Hydration of fly ash cement 2