工業(yè)廢液用作摻Ⅲ級粉煤灰砼外加劑的試驗(yàn)研究<三>

2.3 外加劑對摻Ⅲ級粉煤灰砼強(qiáng)度的影響
  外加劑對摻Ⅲ級粉煤灰砼強(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∶182∶314∶045；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)計強(qiáng)度均為C₃₀。試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 外加劑對Ⅲ級粉煤灰砼強(qiáng)度的影響

編號

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，2組加入外加劑后，使砼的坍落度增加，流動性優(yōu)于1組空白樣，更比3組要好。同時，2組試樣28d抗壓強(qiáng)度也超過了空白組試樣，而3組抗壓強(qiáng)度未能達(dá)到設(shè)計強(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性，又能對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級粉煤灰砼拌合物的流動性降低；同時，粗顆粒幾乎無活性，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，而且無活性，對強(qiáng)度沒有貢獻(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SO^2-₄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和潤滑作用，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性，減少用水量，故能使摻Ⅲ級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，低聚合物的含量僅有百分之幾，而Ⅲ級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⁺，SO^2-₄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Ⅲ級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級粉煤灰。
參考文獻(xiàn)
(1)鐘白茜等粉煤灰活化措施粉煤灰綜合利用，1997(3)：77～80
(2)龍世宗等粉煤灰表面活化處理新技術(shù)粉煤灰綜合利用，1997(3)：81～83
(3)曹紅紅等激發(fā)劑作用下粉煤灰火山灰反應(yīng)牲的研究粉煤灰綜合利用，1997(2)：28～32
(4馮乃謙流態(tài)砼北京：中國鐵道出版社，1988，27～32
(5)盧璋混凝土外加劑概論北京：清華大學(xué)出版社，1985，74～75
(6)張冠論等混凝土外加劑原理及其應(yīng)用技術(shù)上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1985，93～104