改性花岗岩石粉对水泥的性能影响.docx

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1、1改性花岗岩石粉对水泥的性能影响。本文提出了一种通过改性花岗岩石粉取代水泥做水泥掺合料的方法，并分析了改性花岗岩石粉在不同取代量下砂浆的流动度、干缩率和不同龄期抗压、抗折强度，同时通过XRD,SEM对其水化微观机理进行分析。2目前普遍存在花岗岩石粉取代水泥量偏低的问题，一般都在5%-15%”。因此如何高效的应用花岗岩石粉，解决资源浪费和环境污染的问题还是目前需要进一步解决的问题。针对这些问题，本文采用了硅酸盐系改性剂M对花岗岩石粉进行改性处理，通过对砂浆的物理测性能测试，并进行了改性花岗岩石粉替代水泥的试验研究，从而提高花岗岩石粉做水泥掺合料的利用效率。3原材料与试验方法1）原材料水泥：密度3

2、200kgm3,勃氏比表面积为41Onkg,水泥成分及物理性能见下表：表1水泥的化学分析%SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OP2O5TiO2SO3Loss21.046.942.3661.271.321.020.270.120.382.313.823水泥的物理性能标准网度用水率砂浆流动度凝结时间Zmin抗折强度/MPa抗压强度ZMPa/%/cm初凝终凝3d28d3d28d26.61981391906.688.8026.3844.2花岗岩石粉：密度2730kgm3,勃氏比表面积289nkg,花岗岩石粉的化学成分分析见下表：表2花岗岩石粉的化学分析%LossSiO2AIQ3FeQ

3、3CaOIMgOK2ONa2OSO30.769.7314.872.11.740.854.235.020.05砂：采用ISo标准砂，符合GB/T17671。改性剂：采用自制的硅酸类花岗岩石粉改性剂M。水：自来水。2）试验方法在不同花岗岩石粉掺量的情况下，进行改性与未改性花岗岩石粉的对比试验。力学性能测试参照GB/T17671-1999水泥胶砂强度检测方法（ISO法），进行了砂浆抗压强度以及抗折强度的测试。线性收缩率性能测试参照JC603-2004标准，采用水泥胶砂试样测试其干缩膨胀性能。流动度性能测试,根据GB80761997和JGJ56-1984规定的试验方法进行砂浆流动度的试验。观测水化产物

4、的物相组成时，利用DZMAX-RB型X-ray衍射仪。利用JSM-5610LV型扫描电镜观测水化产物微观形貌。表4花岗岩石柳一水泥体系试蛤配合比花肉岩石粉/g水泥/g标淮a/g水改性剂M/gBlankO450.01350225OGSF-522.5427.513502254.5GSF-IO45.0405.013502254.5GSF-1567.5382.513502254.5GSF-2O90.0360.013502254.5GSF-25112.5337.513502254.5GSF-3O135.0315.013502254.5SF-522.5427.51350225OSF-IO45.0405.0

5、1350225SF-1567.5382.51350225OSF-2O90.0360.01350225OSF-25112.5337.51350225OSF-3O135.0315.01350225O3)结果与分析流动性：改性花岗岩石粉对砂浆流动度的影响见图1,可以看出，花岗岩石粉掺量较高时,水泥砂浆流动性变好。同等掺量下，掺了改性花岗岩石粉的水泥砂浆流动度脚好些。这可能是因为，加入改性剂后，会使砂浆浆体溶液中不同种类的离子浓度发生变化。水泥的初期水化速率相对较慢，产生的离子浓度相对较低。改性剂溶解产生的离子种类能与初期水化生成的离子种类相配合，促进水泥熟料矿物表面双电层的形成和巩固，促进颗粒在液相

6、中的分散，使浆体中游离水含增多，被颗粒团包裹、封闭的水含量减少。宏观表现为水泥砂浆流动度增加。搀依序图2不同取代*的花岗岩石粉砂浆抗压强度力学性能：不同取代量的花岗岩石粉砂浆7、28d抗压强度见图2所示。改性花岗岩石粉取代水泥后相比未改性石粉7、28d抗压强度分别提高12%,17%,这是因为砂浆的抗压强度主要决定于砂浆中水化产物的类型及砂浆的密实性。改性剂中含有硅酸盐和硫酸盐，在促进水泥水化生成钙矶石的同时，还会促进Ca(OH)2的生成，从而使液相中Ca(OH)2的浓度增大，激发花岗岩石粉的活性，有利于强度增大,干缩性：测试了个试验水泥的60d干缩性能，试验结果如下图所示，随着石粉掺量的增加，

7、各水泥干缩率明显下降。花岗岩石粉具有微集料效应，当用花岗岩石粉等量取代水泥后，孔的粗化和水化程度的降低使砂浆的干缩降低。而随着花岗岩石粉取代量的增加,各水泥试样的收缩率明显降低，这是因为花岗岩石粉砂浆中水泥浆体量的降低，凝胶的生成量越来越小，凝胶孔越来越少，孔洞的张力也越来越小，自由水排出的速度就会越来越慢，从而花岗岩石粉取代量越高，干缩率越小。由于改性后的花岗岩石粉具有很强的火山灰效应，早期在标准养护期间吸收水分和生成钙矶石而发生膨胀现象，后期失水干缩过程中出现了膨胀补偿现象从而使砂浆的干缩率降低。O IO 2030405060龄期/d 图6 改性与未改性花岗岩石粉干缩率的对比4总结(1)用

8、未改性花岗岩石粉取代水泥后，砂浆的流动度增大，随着取代量的增加，砂浆的流动度增大。当用改性花岗岩石粉取代水泥时，砂浆的流动度相对未改性花岗岩石粉取代水泥的砂浆流动度增大。(2)用未改性花岗岩石粉取代水泥，随着取代量的增加，砂浆的抗压强度越来越低。用改性花岗岩石粉取代水泥，相对未改性花岗岩石粉抗压强度增加。改性后的花岗岩石粉能显著提高水泥的取代量，能够更高效的利用花岗岩石粉，更好的解决花岗岩石粉的资源浪费和环境污染问题。(3)用未改性花岗岩石粉取代水泥后砂浆的干缩率变小，随着取代量的增加，砂浆的干缩率逐渐变小。用改性花岗岩石粉取代水泥时，砂浆干缩率相对未改性花岗岩石粉砂浆变小。1BINICIH,SHAHT,AKSOGAN0,KAPLANH.DurabilityofconcretemadewithgraniteandmarbleasrecycleaggregatesJ.JMaterProcessTechnol,2008(208)：299308.李相国，李孟蕾，马保国等.改性花岗岩石粉对水泥的性能影响J.混凝土,2013(8)：87-90.黄颖星.水泥砂浆与混凝土干缩相关性研究D.南京：南京工业大学，2006.