粉煤灰對普通硅酸鹽水泥物理性能的影響研究

王豐俊，呂 嘉，鐘康杰，李 瑞，郭嘉雯

（西安歐亞學院人居環境學院，陜西西安 710065）

0 前言

隨著現代建筑工程科技的不斷進步，一般的砂漿技術已逐漸不能適應某些建筑的要求。在一些特殊的施工環境中，對砂漿的性能，如砂漿的流動性、砂漿的耐久性等有一些特殊的要求。一般的砂漿不能滿足這些施工環境需求，這就需要將一些外加劑、摻合料加入砂漿中，通過這些外加物和摻合料來改善砂漿的性能?，F將粉煤灰按一定比例分別加入普通硅酸鹽水泥中，找到粉煤灰與普通硅酸鹽水泥的最優配比，配制出流動性較好的水泥砂漿[1-3]。

混凝土外加劑是在攪拌混凝土過程中摻入，占水泥質量5%以下的，能顯著改善混凝土性能的化學物質[4-5]。混凝土外加劑的特點是品種多、摻量小，對混凝土的性能影響較大具有投資少、見效快、技術經濟效益顯著的特點。

1 試驗原材料及實驗方法

1.1 實驗原材料

普通硅酸鹽水泥：市售，由硅酸鹽水泥熟料、6%~15%混合材料、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，代號P.O，見表1。粉煤灰：市售，燃料燃燒過程中產生的灰，簡稱FA。試驗基本配合比及減水劑對復合體系的影響配合比見表2、表3。

1.2 實驗方法

1.2.1 水泥細度

實驗方法：負壓篩法。采用80μm負壓篩對水泥試樣進行篩析試驗，用篩網上所得篩余物的質量占試樣原始質量的百分數表示水泥樣品的細度。

1.2.2 砂的篩分析

實驗方法：搖篩法。參考《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》（JGJ 52—2006），將砂的試樣過10mm方孔篩后，根據縮分法取兩份不少于550g的砂置于淺盤上，放入烘箱，烘箱溫度設置為105±5℃，待砂試樣烘干至恒重后，從烘箱中取出放到室溫中冷卻，進行搖篩，并計算砂的分計篩余、累計篩余和細度模數，從而判定砂的質量好壞。

1.2.3 抗折抗壓實驗

攪拌、成型、養護、強度測試方法依據《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）》（GB/T 17671—1999）規定的試驗方法。試件成型試驗室應保恃實驗室溫度為20±2℃（包括強度實驗室），相對濕度大于50%。水泥試樣、拌合水及試模等的溫度應與室溫相同。

2 試驗結果與分析

2.1 OPC+FA復合體系強度實驗結果

在上述實驗配合比參數下進行基本實驗，實驗結果如圖1、圖2所示。

由圖1、圖2可知，OPC+FA復合體系的抗折抗壓性能取決于粉煤灰的用量，整體趨勢上看，純OPC強度明顯高于復配體系，隨著FA參量的增加，復合體系的強度下降，整體強度與粉煤灰用量成負相關。從整體復配效果來看，本文選用85%OPC+15%FA做為最優配合比。

2.2 OPC-FA復合體系加入減水劑試驗結果

根據課題研究需要，選用85%OPC+15%FA的配比進行復摻實驗。研究減水劑對復合體系強度的影響，實驗結果如圖3、圖4所示。

由圖3、圖4可以看出，摻有聚羧酸復合體系的抗壓強度整體略高于摻有萘系復合體系的抗壓強度，兩種減水劑強度曲線都有明顯的波峰，根據結果可知，本試驗聚羧酸摻量的最優配比為0.6%，萘系的為0.9%。

表1 普通硅酸鹽水泥物理指標

表2 試驗基本配合比

表3 減水劑對復合體系的影響配合比

圖1 復配體系抗折強度

圖2 復配體系抗壓強度

圖3 摻萘系抗壓強度

3 結論

圖4 摻聚羧酸抗壓強度

本文首先研究粉煤灰在普通硅酸鹽水泥中的強度變化規律，選出本試驗的最優配合比；再研究了聚羧酸減水劑、萘系減水劑的對復合體系的作用影響，得到如下結論：

（1）從圖1、圖2可以看出OPC-FA復合體系的整體強度和粉煤灰的摻量有關系，隨著粉煤灰摻量的增加，復合體系的強度呈直線下降，最終確定最優配比為85%OPC+15%FA。

（2）根據圖3、圖4可以看出減水劑對復合體系的整體強度有明顯提升作用，其中在萘系減水劑和聚羧酸減水劑中，聚羧酸減水劑的減水作用較優。綜合來看，聚羧酸摻量的最優摻量為0.6%，萘系的為0.9%。