粉煤灰具有填充和活性效应,可赋予高掺量粉煤灰混凝土一系列优良性能,如良好的抗氯离子渗透,抑制碱集料反应等特性。粉煤灰品质、水胶比、掺量等对高掺量粉煤灰水泥浆体孔结构有重要影响。本文通过压汞法对高掺量粉煤灰水泥浆体的孔结构进行研究
1 试验材料
(1)水泥:葛州坝工程局水泥厂生产的525号中热硅酸盐水泥,各项指标符合国家标准。
(2)粉煤灰:重庆热电厂的I级低钙灰,其性能见表1
(3)外加剂:SA一1高效减水剂.粉煤灰活性激发剂SA—l 1。
2 配合比及试验结果
试验配台比见表2.按标准稠度分别配制试件 不同配台比的试件到规定龄期后.用酒精终止水化,用压汞法测试孔结构分布,结果见表3
3 试验分析
美国加州大学的Mehta把水泥浆体孔径(d)划分为4个等级:d<20口m为无害孔:d=20~50 nm为少害孔;d=50一lO0[1nl为有害孔;d>lO0 L]nl为多害孔由表3测试结果可见:
(1)随龄期的增长,纯水泥浆体和粉煤灰水泥浆体无害孔呈逐渐增加趋势,而有害孔和多害孔呈逐渐减少趋势。
(2)3 d龄期:粉煤灰掺量为55%的试件3,无害孔比纯水泥浆体多,而有害孔和多害孔比纯水泥浆体少。这主要是因为3 d龄期的纯水泥浆体还有部分水泥颗粒没有发生水化,没有足够的水化产物填充孔隙中;而此时的粉煤灰活性虽然很小,但其颗粒的平均粒径比水泥颗粒小,填充在水泥浆体孔隙中,形成密实结构。
(3)28 d龄期:①纯水泥浆体的无害孔增多而有害孔、多害孔减少。这因为水泥颗粒不断水化产生的水化产物填充孔隙.使小孔增多,大孔减少。②随着粉煤灰掺量的增加.有害孔和多害孔增多.无害孔减少:③水胶比为0.38的试件6和水胶比为0 28的试件3相比,有害孔和多害孔所占比例增加显著。由此可见,水胶比对高掺量粉煤灰水泥浆体的微孔分布产生较大影响。④掺加活性激发剂的试件5比没掺加活性激发剂的试件3无害孔明显多,而有害孔和多害孔显著减少。这因为活性激发剂激发粉煤灰活性,生成的水化产物填充孔隙,使孔结构得到改善。
(4)90 d龄期:粉煤灰掺量为55%的水泥浆体孔径进一步细化,无害孔明显高于纯水泥浆体,而有害孔和多害孔明显少于纯水泥浆体。同时,由掺活性激发剂的试件5与没掺活性激发剂的试件3对比看,无害孔、有害孔和多害孔数量已十分接近邀因为随着龄期的增加,在水泥水化产物的激发下,日p使没加括性激发剂,粉煤灰活性同样不断增加,生成越来越多的凝胶体填充在孔隙中:
4 结论
(1)在微集料填充和活性效应双重作用下,粉煤灰掺量不大干55%的水泥浆体,无害孔要多于纯水泥浆体,而有害孔和多害孔要少于纯水泥浆体,从而赋予高掺量粉煤灰水泥基材料一系列高性能
(2)水化早期,粉煤灰微集料填充效应对改善孔结构作用十分显著。随着龄期增加,粉煤灰二次水化填充效应对孔结构的改善作用十分显著,活性激发剂有助于加速粉煤灰二次水化的填充效应。
(3)水胶比对粉煤灰水泥浆体孔分布产生较大影响,为制备性能优良的高掺量粉煤灰水泥基材料,必须降低水胶比且粉煤蕊掺量不宜过高。