工業(yè)廢液用作摻Ⅲ級(jí)粉煤灰砼外加劑的試驗(yàn)研究<三>
外加劑對(duì)摻Ⅲ級(jí)粉煤灰砼強(qiáng)度的影響共 進(jìn)行3組試驗(yàn)，其中空白組基準(zhǔn)砼配合比為水泥∶砂∶石子∶水=1∶182∶314∶045；其余兩組的粉煤灰取代率為15%，超量系數(shù)取1.2，外加劑摻入量為膠凝材料總量的1%；砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度均為C30。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。
表5 外加劑對(duì)Ⅲ級(jí)粉煤灰砼強(qiáng)度的影響
| 粉煤灰取代率/% |
水膠比 |
坍落度/cm |
外加劑/% |
28d抗壓強(qiáng)度/MPa |
|
|
1 2 3 |
0 15 15 |
0.45 0.37 0.45 |
3.0 4.0 1.0 |
0 1.0 0 |
34.2 39.0 28.3 |
從表5可見(jiàn)，2組加入外加劑后，使砼的坍落度增加，流動(dòng)性優(yōu)于1組空白樣，更比3組要好。同時(shí)，2組試樣28d抗壓強(qiáng)度也超過(guò)了空白組試樣，而3組抗壓強(qiáng)度未能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度C30。因此，摻這種工業(yè)廢液后，既能增加砼和膠砂的流動(dòng)性，又能對(duì)粉煤灰起到活性激發(fā)作用，促進(jìn)砼強(qiáng)度的發(fā)展。
2.4 工業(yè)廢液外加劑機(jī)理的初探
由于Ⅲ級(jí)粉煤灰細(xì)度大、粗顆粒多，大于45μm、部分帶有棱邊的粉煤灰粗粒在試驗(yàn)試樣中占37%，從而使Ⅲ級(jí)粉煤灰砼拌合物的流動(dòng)性降低；同時(shí)，粗顆粒幾乎無(wú)活性，使粉煤灰整體的活性組份比例降低，而影響砼的強(qiáng)度。另外，多孔的碳粒使砼需水量增加，影響和易性，而且無(wú)活性，對(duì)強(qiáng)度沒(méi)有貢獻(xiàn)。
試驗(yàn)中使用的工業(yè)廢液是化工生產(chǎn)排放的廢料，排放量約為4萬(wàn)t/年，其中含8%的堿，40%左右的鹽及50%的水份，廢液中含有的主要離子及基團(tuán)為Na+、RCOO-及SO2-4等。而RCOO-+Na+是一種羧酸鹽，屬于陰離子表面活性劑。初步分析認(rèn)為，RCOO++Na+是一種引氣減水劑，由于粉煤灰能較強(qiáng)烈地吸附引氣劑，其氣泡在較粗的粉煤灰顆粒及砂顆粒間起滾動(dòng)和潤(rùn)滑作用，從而，使拌合物中粉煤灰粗顆粒、砂粒之間的直接接觸大大減少，體系的摩擦力降低，拌合物的流動(dòng)性大大增加。另外，這種廢液也能起到減水劑作用，在粉煤灰細(xì)顆粒和水泥顆粒表面形成吸附膜，改變了粉煤灰、水泥顆粒的潤(rùn)濕狀態(tài)，體系分散更均勻，需水量下降。由于廢液能增加拌合物流動(dòng)性，減少用水量，故能使摻Ⅲ級(jí)粉煤灰的砼致密度有較大提高，因此能提高28d強(qiáng)度。
粉煤灰火山灰活性的主要來(lái)源是鋁硅質(zhì)玻璃體。在堿性介質(zhì)中受OH-離子的作用，表面的游離鍵成活性鍵，易與Ca(OH)2反應(yīng)生成水化鋁酸鈣，具有膠凝性。一般情況下粉煤灰玻璃體的聚合度高，低聚合物的含量?jī)H有百分之幾，而Ⅲ級(jí)粉煤灰中的玻璃體就更是如此，活性不易發(fā)揮。因此，在不進(jìn)行磨細(xì)的情況下，只有依靠化學(xué)活性激發(fā)劑激發(fā)，才能促進(jìn)玻璃體的水化。所用工業(yè)廢液中含有較多的堿性物質(zhì)，而且溶液呈堿性，有一價(jià)堿金屬離子，這種工業(yè)廢液增加了液相反應(yīng)中OH-濃度，促進(jìn)了Si-O，Al-O鍵的斷裂及四面體網(wǎng)絡(luò)的解體，而Ca2+，SO2-4離子等則能促進(jìn)水化產(chǎn)物的形成。表3、表4、表5的結(jié)果表明，摻加這種工業(yè)廢液與不摻相比，其混凝土強(qiáng)度有較大提高，摻量增加強(qiáng)度值有所增大。所以，這種工業(yè)廢液對(duì)Ⅲ級(jí)粉煤灰的活性能起到激發(fā)使用，促進(jìn)其水化，提高同齡期的強(qiáng)度。
3 結(jié)論
試驗(yàn)用工業(yè)廢液同時(shí)具有減水和活性激發(fā)的雙重作用，用作外加劑既可明顯改善摻Ⅲ級(jí)粉煤灰的砼和易性和強(qiáng)度，又能降低砼生產(chǎn)成本，充分利用低活性的Ⅲ級(jí)粉煤灰。
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