• ···超细粉煤灰试验研究报告
2015-12-28 11:34:15   作者:潘晔昕   出处:水泥商情网      热     ★★★
摘要:将粉煤灰进行超细化加工,使45um的筛余小于1%成为超细粉煤灰,按规定比例掺入水泥中进行物理化学性能及混凝土试验,试验结果表明:掺入超细粉煤灰后,水泥的使用性能即混凝土性能得到明显改善。
  •  
    0 引言

    为了保护环境,走可持续发展道路,发展绿色循环经济,作为燃煤发电厂废弃物的粉煤灰,近年来已变废为宝,在实际生产中得到广泛推广和应用,为了进一步提升利用效率,提高粉煤灰的活性,将粉煤灰进行超细化加工,使45um的筛余小于1%,为了探寻粉煤灰超细化加工后对水泥和混凝土性能的影响,将超细灰和原状灰分别掺入水泥和混凝土中进行试验对比,试验结果表明超细粉煤灰的掺入能改善水泥和混凝土的工作性能。

    1 试验目的:

    探寻粉煤灰超细化加工后,对水泥和混凝土性能的影响。

    2 试验材料:

    2.1 粉煤灰 :1#灰(原状低钙灰)、2#灰(原状高钙灰)、3#(超细低钙灰)、4#(超细高钙灰)

    2.2 PI52.5水泥、高效萘系减水剂、砂石

    注:1)本报告以下引用“灰”与“粉煤灰”同义;

    2)假设:粉煤灰45um 筛余<1%为超细粉煤灰;未经任何加工为原状粉煤灰。

    3 试验方法

    3.1 标准稠度试验

    GB/T1346-2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》检验。

    3.2 胶砂强度试验

    按照GB/T17671《水泥胶砂强度检验方法》检验,粉煤灰按GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》标准,来表达粉煤灰活性,按30%掺量作为其活性指数。

    3.3 净浆流动度按JC/T083-2008《水泥与减水剂相容性试验方法》检验,通过净浆流动度的初始值和静置1小时后的变化情况,评价不同粉煤灰掺入时胶凝材料与减水剂的适应性。

    3.4 混凝土试验按《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081检验。

    4  试验项目与内容

    4.1  试验材料的基础检验:包括水泥和粉煤灰的化学成分、粒度分布、细度、比表面积、水泥物理性能检验。(祥见表1水泥及粉煤灰化学成分、表2粒度分布情况和表3胶砂试验汇总表)

    4.2 粉煤灰按30%比例混合后的胶凝材料试验:包括净浆流动度、胶砂强度、需水量、活性指数等物理性能。(祥见表3胶砂试验汇总表)

    4.3 1#-4#灰按C30C60混凝土试验配比进行混凝土试验 。(试验结果见表4混凝土试验记录表)

    1  水泥及粉煤灰化学成分

     

    Loss

    SiO2

    Al2O3

    Fe2O3

    CaO

    MgO

    SO3

    f-CaO

    水泥

    1.59

    20.40

    5.05

    3.47

    64.10

    1.94

    2.58

    1.32

    1#

    7.37

    46.08

    36.78

    3.35

    2.86

    0.24

    0.05

    0.12

    2#

    0.79

    46.32

    16.06

    7.90

    20.02

    3.75

    0.71

    0.09

    3#

    3.87

    42.70

    34.26

    4.53

    2.27

    0.30

    0.04

    0

    4#

    0.76

    50.74

    15.91

    6.95

    17.5

    3.39

    0.58

    0.15

    2  粒度分布情况

    样品

    <3um

    3-32um

    <45um

    <80um

    <120um

    <200um

    比表面积(m2/kg

    水泥

    17.23

    67.92

    93.05

    99.28

    100

    100

    382

    1#

    8.54

    52.71

    69.39

    83.92

    92.51

    100

    191

    2#

    4.82

    39.86

    55.06

    77.72

    88.83

    99.78

    160

    3#

    23.18

    72.35

    98.41

    99.93

    100

    100

    539

    4#

    16.64

    77.3

    98.8

    100

    100

    100

    450

    3  胶砂试验汇总表

    配合比

    标准

    稠度用水量

    (%)

    凝结时间(min)

    高效萘系减水剂1.3%

    净浆流动度(mm)

    水泥

    1#

    2#

    3#

    4#

    初凝

    终凝

    初始值

    静置1h

    100%

     

     

     

     

    27.4

    142

    196

    240

    167

    70%

    30%

     

     

     

    30.0

    199

    259

    240

    170

    70%

     

    30%

     

     

    26.2

    192

    251

    250

    210

    70%

     

     

    30%

     

    30.8

    180

    250

    240

    145

    70%

     

     

     

    30%

    28.4

    195

    252

    268

    220

    配合比

    抗折(MPa

    抗压强度(MPa

    活性指数7D

    活性指数28D

    水泥

    1#

    2#

    3#

    4#

    3

    7

    28

    3

    7

    28

    100%

     

     

     

     

    6.2

    7.1

    9.1

    32.1

    42.8

    58.6

     

     

    70%

    30%

     

     

     

    4.3

    5.4

    8.0

    19.9

    27.1

    41.2

    63.31%

    70.31%

    70%

     

    30%

     

     

    4.5

    5.5

    7.3

    21.1

    27.0

    45.1

    63.08%

    76.96%

    70%

     

     

    30%

     

    4.6

    5.8

    7.8

    23.0

    28.9

    48.8

    67.52%

    83.28%

    70%

     

     

     

    30%

    4.8

    5.8

    7.8

    22.3

    28.6

    48.7

    66.82%

    83.11%

    4  混凝土试验记录表

    试验编号

    强度

    等级

    配合比(kg/m3)

     

     

    水泥

    粉煤灰

    M3.0

    5-25

    设计

    用水量

    外加剂

     

     

    种类

    用量

     

     

     

    种类

    掺量

     

     

    S1

    C30

    382

     

    0

    773

    1020

    195

    高效萘系减水剂

    1.2%

    4.58

     

     

    S2

    232

    1#

    150

     

     

    S3

    232

    2#

    150

     

     

    S4

    232

    3#

    150

     

     

    S5

    232

    4#

    150

     

     

    S6

    C60

    530

     

    0

    675

    1020

    170

    高效萘系减水剂

    2.4%

    12.72

     

     

    S7

    390

    1#

    140

     

     

    S8

    390

    2#

    140

     

     

    S9

    390

    3#

    140

     

     

    S10

    390

    4#

    140

     

     

    试验编号

    强度

    等级

    成型记录

    实际用水量(kg)

    坍落度mm

    扩展度mm

    抗压强度MPa

    初始

    60min

    SL

    初始

    60min

    SL

    3

    7

    28

    S1

    C30

    194.8

    190

    120

    70

    320

    250

    70

    37.4

    45.4

    54.7

    S2

    193.8

    180

    8.5

    171.5

    290

    200

    90

    18.1

    25.3

    42.9

    S3

    175.7

    190

    90

    100

    300

    210

    90

    21.5

    31.3

    47.5

    S4

    190.8

    180

    120

    60

    270

    230

    40

    21.2

    29.5

    49.1

    S5

    178.6

    190

    90

    100

    290

    190

    100

    26.8

    39.1

    58.5

    S6

    C60

    158.3

    210

    180

    30

    470

    370

    100

    50.2

    58.2

    72.8

    S7

    174.4

    210

    190

    20

    390

    360

    30

    42.0

    55.9

    63.7

    S8

    139

    200

    160

    40

    350

    290

    60

    50.9

    55.5

    75.9

    S9

    152.1

    200

    150

    50

    380

    300

    80

    51.1

    51.6

    74.1

    S10

    136.4

    205

    170

    35

    370

    300

    70

    50.3

    56.6

    75.0

    5  试验结论:

    5.1 在工作性(流变性能)方面:

    5.1.1 30%掺量情况下,无论原状灰还是超细灰,高钙灰的标准稠度用水量均低于低钙灰。

    5.1.2原状低钙灰掺入水泥中,对水泥的净浆流动度影响不大,而掺入磨细低钙灰反而使水泥的净浆流动度减小;高钙灰无论是原状灰还是超细灰均能有效改善水泥的净浆流动度。

    5.2在强度(活性)方面:

    5.2.1 从胶砂强度看:超细加工后,3 天强度和28 天强度都有不同程度的提高,且低钙灰强度提高更明显,3天强度提高3.1MPa, 天强度提高7.6MPa

    2)低钙灰经磨细后,7d28d活性指数均明显提高, 7d活性指数由63.31%提高到67.52% 28d活性指数由70.31%提高到83.28%

    3)高钙灰经磨细后,活性指数稍有提高, 7d活性指数由63.08%提高到66.82% 28d活性指数由76.96%提高到83.11%

    5.2.2 从混凝土强度看:在 C30 等级中,粉煤灰掺量占总胶凝材料的39.3%28 天强度增长23%,绝对增加11MPa。在 C60 等级中,粉煤灰掺量占总胶凝材料的26.4%28 天强度出现分离。其中:高钙超细灰略低于高钙原状灰,但绝对强度较高,比不掺粉煤灰时的强度还要高1-2 MPa

    总之,超细粉煤灰总体表现良好,无论是强度还是工作性能均有有所改善,使水泥的使用性能即混凝土质量得到明显提高。

    参考文献

    [1]高英力 周士琼 超细粉煤灰道路高性能混凝土力学性能的试验研究  《粉煤灰》2005年第1

    [2]余峰 夏燕  超细粉煤灰高强混凝土的综合性能研究  《武汉》理工大学学报  2008年第5期


     

     

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