【WORD格式论文原稿】碱激发胶凝材料砂浆在干湿条件下体积变化的试验.doc

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【WORD格式论文原稿】碱激发胶凝材料砂浆在干湿条件下体积变化的试验

碱激发胶凝材料砂浆在干湿条件下体积变化的试验 研究1 郑娟荣,姚振亚,解灵霞 郑州大学土木工程学院,郑州 (450002) E-mail: Zhengjr@126.com 摘 要:本文对碱激胶凝材料与水-水泥体系在干湿条件下的体积变化进行了试验研究,其 中水-水泥体系为对比样。结果表明: 与水泥相比,碱激发胶凝材料在干湿条件下体积变 化的特点是湿胀小,自身收缩大,干缩大。结论是碱激发胶凝材料适合在潮湿环境中使用, 不宜在干燥环境中使用。 关键词:碱激发胶凝材料;干湿条件;体积变化 0. 引言 1930 年德国的 Kuhl 首次研究了矿渣在苛性碱溶液中的激活特性;1940 年比利时的 Purdon 对矿渣苛性碱或矿渣+碱+碱金属盐进行了研究;1957 年前苏联 Glukhovsky 提出了 土壤水泥的概念;1982 年法国的 Davidovits 发明了地聚合物水泥(又称金字塔水泥、地聚 水泥),这类胶凝材料由碱激发煅烧高岭土制成[1]。近几年我国学者也对碱激发胶凝材料做 了大量工作[2-4],但主要集中在这类材料的配制、强度发展的研究,对于碱激发胶凝材料的体 积变化研究得较少。胶凝材料的体积变化是制约其材料应用的关键问题之一。胶凝材料的体 积变化包括化学收缩、自身收缩、干湿变形、温度变形及徐变等。本文主要对碱激发胶凝材 料砂浆在干湿条件下的体积变化进行了试验研究,并以普通硅酸盐水泥为对比样。 1. 试验部分 1.1 原材料 (1)矿渣:化学成分见表 1 。矿渣的密度为 2.91g/cm3,比表面积为 4000cm2/g。 (2)粉煤灰:化学成分见表 1 。粉煤灰的密度为 2.40g/cm3,比表面积 3500cm2/g。 (3)偏高岭土:由高岭土在 800℃煅烧 6h 而得,化学成分见表 1 。偏高岭土的密度为 2.60g/cm3,比表面积 2800cm2/g (4)水泥:化学成分见表 1 。水泥的密度为 3.15 g/cm3,比表面积 3140cm2/g。 (5)碱性激发剂:由市售钠水玻璃(SiO227.38%, Na2O8.25%, H2O63.0%, 水不溶物 0.84%,比重为 39.39°Be′, 模数 3.21)和 NaOH(化学纯级试剂)配制而成,碱性激发剂的模 数为 1.5,24.08%SiO2,16.59%NaO 和 58.12%H2O。 (6)试验中用砂为干净河砂,细度模数为 2.7 的中砂。 (7)实验中用水均为自来水。 表 1 原材料的化学成分 材料 种类 烧失量 (%) CaO(%) Al2O(3 %) SiO2(%) MgO(%) K2O(%) Na2O(%) Fe2O(3 %) 矿渣 0.10 38.00 14.70 34.10 10.24 0.39 0.71 0.65 粉煤 灰 3.46 6.61 30.61 50.96 0.63 0.78 0.17 5.61 1本课题得到国家自然科学基金资助项目的资助。 偏高 岭土 0.45 0.21 44.71 53.10 0.10 0.10 0.24 0.33 水泥 1.65 63.73 4.03 22.35 1.96 - 0.54 2.74 1.2 砂浆试块的制备 (1)在浇注试块的前一天分别称取所需的水玻璃和氢氧化钠,并将水玻璃加入装氢氧 化钠的烧杯中,搅拌均匀、冷却制成碱性激发剂。 (2)四种胶凝材料砂浆的配比设计原则是浆体稠度相同和砂浆跳桌流动度相同。根据 砂浆试块的配比(见表 2),按《水泥胶砂强度检验方法(ISO 法)》GB/T 17671—1999 方 法中的流程,将称好的胶凝材料粉料和水或碱性激发剂搅拌均匀,然后加入称好的砂子再搅 拌均匀,把搅拌好的砂浆装入 70.7×70.7×70.7(mm)的三联砂浆试模中(其中两块钢隔板 去掉),在振实台上振实。 (3)砂浆试块在成型后在 20±1℃的空气(相对湿度 65%)中静置 48h 脱模,其中碱激 发粉煤灰砂浆试块在温度(75 士 2)℃保湿条件下养护 24h 后再在 20±1℃的空气(相对湿度 65%)中静置 24h 脱模,立即在试块两端用快干胶分别贴上厚度为 1mm 的玻璃片并测试其 初始长度,然后将试块分别放入水中和空气中养护(养护条件见表 2)。每一种胶凝材料在 同一种养护条件下的试件数是 3 条。 表 2 砂浆试块的配比 胶凝材料种类(编 号) 砂浆试块的配比/g 砂浆跳桌流动 度/mm 养护条件 水 碱性激 发剂 粉料 砂 普通水泥(OPC11) 715 - 1300(水泥) 3900 210 20±1℃的水中养护 普通水泥(OPC21) 715 - 1300(水

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