论文部分内容阅读
我国云南省天然火山灰资源丰富,但对天然火山灰复合胶凝体系的水化特性及作用机理的研究较少,在一定程度上影响了火山灰的推广应用。本文对浮石、玄武岩进行了化学成分和岩相进行分析,运用比强度法的各项指标评价了浮石、玄武岩、粉煤灰的火山灰活性。结果表明,浮石、玄武岩的SiO2、Al2O3和Fe2O3总含量分别占到86.11%和83.62%。浮石是多孔状玻晶玻璃,其矿物成分主要为火山玻璃及辉石。玄武岩呈斑状及基质间粒结构,主要矿物成分有斜长石和辉石。水化后期,浮石微粉的活性明显高于玄武岩微粉,当掺量为10%、20%时,浮石微粉的活性指数高于Ⅰ级粉煤灰;当掺量达到30%及以上时,浮石微粉的活性指数有所下降,低于Ⅰ级粉煤灰。浮石微粉、玄武岩微粉、粉煤灰的最佳掺量分别在20%、10%、40%左右。水化后期,随着玄武岩比表面积的增大,活性指数没有呈单一的上升的趋势,而是在比表面积500m2/kg时出现了较大值。探讨了浮石、玄武岩对水泥-浮石、水泥-玄武岩胶凝体系强度的影响,并与水泥-粉煤灰胶凝体系进行了对比分析。结果表明,各复合胶凝体系的胶砂强度均低于纯水泥胶凝体系,且强度随着掺和料掺量的增加而下降,但降低幅度随着龄期的增长逐渐减小,可见浮石、玄武岩对强度贡献主要体现在水化后期,复合胶凝体系后期强度发展优于纯水泥胶凝体系。掺浮石微粉胶砂的抗压强度后期发展优于玄武岩微粉胶砂,与掺Ⅰ级粉煤灰胶砂的抗压强度相当。90d龄期时,水泥-粉煤灰胶凝体系的微观结构最为密实,其次是浮石胶凝体系。水化后期,比表面积500m2/kg玄武岩胶凝体系在活性、强度及微观孔结构等方面均体现了明显的优势。结合水化放热速率曲线和水化动力学模型,探讨了浮石、玄武岩对中热硅酸盐水泥胶凝体系水化过程和反应机理的影响。结果表明,浮石、玄武岩、粉煤灰的掺入均延迟了C3A水化的放热峰和终凝时间,水泥-玄武岩胶凝体系到达终凝时间最晚。复合胶凝体系水化总热量相对于中热硅酸盐水泥有不同程度的降低。浮石、玄武岩在水化后期加速了水泥水化促进未水化颗粒参与反应。就反应速率而言,从快到慢依次是水泥-粉煤灰体系、水泥-浮石体系、水泥-玄武岩体系。