煤矸石水泥净浆流动性研究.pdf

2014年5月第5期
城市道桥与防洪
科技研究237
煤矸石水泥诤浆流动性研究
张毅
(天津城建设计院有限公司,天津市300122)
摘要:为研究不同因素对煤矸石水泥净浆流动性的影响,通过取水料比煤矸石用量、减水剂用量为因素进行试验。根据试验
结果分析可知,流动度随煤矸石用量增大而减小,当水泥与煤矸石的比例在1:1~1:2之间时下降较快。流动度随减水剂用量增大
而增大,当用量大于1.2%时,其增长速度急剧加快,随水料比的增大而增长,在0.40-0.42之间,増长最快。
关键词:煤矸石水泥;净浆流动度;减水剂;水料比
中图分类号
文献标识码:A
文章编号:1009-7716(2014)05-0237-03
例、水料比为3个因素进行试验设计,具体如表1
和表2。
所谓煤矸石水泥净浆是指在水泥净浆中掺入
表1试验因素与水平
部分煤矸石,这部分煤矸石主要有3个作用
编号
因素
4
是利用其火山灰效应,在不影响强度的情况下代
水泥:煤矸石
1:11:21:31:4
替部分水泥,减小成本;二是起到物理填充密实的
B减水剂占水泥的比例/%0.81.01.21.4
作用,由于煤矸石粒径非常小,所以加入后可以有
C
水料比
0.380.400.420.44
效地分散水泥颗粒,将水泥颗粒包裹的水分释放,
表2试验设计表
重新与水泥发生水化反应,改善强度;三是利用煤
序号水泥:煤矸石减水剂占水泥的比例
水料比
矸石密度较小的特点,作为轻集料使用,以缓解水
A1(1:1)
B1(0.38)
C1(0.8%
泥构件由于自重大而引起的破坏到。
B2(0.40)
所制浆体将用于泡沫混凝土中,泡沫混凝土
B3(0.42)
C3(1.2%
对浆体的流动性要求较高,若流动度较小,会因浆
B4(0.44)
C4(1.4%)
体之间的摩擦力较大而损坏加人的泡沫,导致气
A2(1:2)
泡较少,密度过大,不能起到很好的轻质保温作
用,而且在装模的过程中不易操作,尤其是现浇泡
沫混凝土,更容易出现问题,但是如果流动度超过
定的范围,则会由于泌水现象而导致流浆、塌模
A3(1:3)
等,从而影响泡沫混凝土的强度。所以在煤矸石水
11
泥净浆的制备过程中,既要保证一定的流动度,不
致于损坏泡沫,又要避免泌水现象,保证在加入泡
13A4(1:4)
沫后,不会产生破坏强度发展的现象(?。因此,煤
石水泥净浆的流动性对于煤矸石泡沫混凝土的
性能有非常重要的影响。由于影响流动性的因素
16
A4
有很多,且相互影响,所以本试验选取对流动性影1.2原料处理
响比较大的水泥、煤矸石和减水剂3个因素进行
对煤矸石进行热活化、机械活化,具体做法是
试验,从而选出适于制备煤仟石泡沫混凝土的最将煤矸石置于700℃煅烧后,先后用颚式破碎机
佳配比。
辊式破碎机以及球磨机磨细,然后用标准筛进行
1试验过程
筛选,选200目以下的试样使用。
1.3测试流动度
1.1试验设计
(1)将试验仪器清理干净,使其处于待工作状
取水泥与煤矸石的比例、减水剂占水泥的比
态
收稿日期:2013-12-20
2)先将煤矸石和水泥加人胶砂搅拌器中干拌
作者简介:张毅(1966-),女,福建福州人,高级工程师,从事
道路设计工作。
min,
然后加入水和减水剂的混合液体湿拌2
Iino
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(3)取出浆体后浇入圆锥模内,将圆环上部用矸石的用量占胶体总量的一半以上,大于水泥的
镘刀刮平,然后迅速提起。
用量,是浆体的主要成分,对浆体流动度的影响较
4)15min后,测量坍落后浆体上部的直径,大。所以随着煤矸石用量的增大,需水量会不断增
分别取两个方向进行测量,取平均值作为最终的加,流动度也会越来越差
结果。
8.400
2试验结果及分折
2.1流动度试验结果
1.522.533.54
如上述试验步骤,得到表3直观分析结果
煤矸石:水泥
表3煤矸石水泥净浆流动度试验的直观分析结果
图1煤石水泥净浆流动度随煤石用量的变化图
序号水泥:媒矸石减水剂占水泥的比例水料比圆环直径
o-sig
A1(1:1)
B1(0.38)
(0.8%)7.40
△
B3(0.42
C3(1.2%)8.10
B4(0.4
C4(1.4%)12.00
A2(1:2)
7.10
60
2theta/deg
图2煤矸石的XRD分析图
A3(1:3)
除了变化趋势之外,图2也反映出浆体流动
7.60
度的变化速率。在1:1~1:2之间急剧下降,而随
7.60
后的下降速度越来越慢。这主要是因为煤矸石的
A4(1:4)
加入量在1:1-~1:2之间时,煤矸石主要通过两
14
C3
个途径消耗水,一是煤矸石自身吸收水,二是水泥
7.00
发生水化反应以及水泥的水化产物与煤矸石发生
反应,因此对水的需求量较大,流动度下降的也比
K2
7.650
7.387
7.375
较快。但是,随着煤矸石的加入量逐渐超过水泥的
7.300
7.738
7,600
用量,水泥水化用水以及水泥水化产物与煤矸石
8.700
.688
反应时用水都会减少,而且煤矸石吸水过多也会
1.575
1.500
326
饱和,对水的需求量较小,流动度变化也就较小。
主次
A>B>C
2.3减水剂用量对煤矸石水泥净浆流动度的影响
顺序
如图3,煤矸石水泥净浆的流动度随减水剂所
如表3,煤矸石在浆体中的比例对浆体流动度占比例的增大而不断増大,这主要是由减水剂的
的影响最大,其次是减水剂用量,水料比的影响相减水机理决定的。减水剂是通过分散水泥颗粒,释
对较小。
放被包裹的游离水来提高水泥浆体的流动性,因
2.2研石所占胶体比例对煤矸石水泥净浆流动此减水剂用量越多,水泥颗粒越分散,被释放的游
度的影响
离水越多,流动度越好。
如图1所示,随着煤矸石的加人,浆体的流动
度随之变差,这主要有三方面的原因:一是煤矸石
的成分,对煤矸石进行XRD分析(见图2)发现,其
8.400
中的SiO2含量较高,这说明试验中所用煤矸石的
成分以黏土类矿物为主,这种矿物颗粒较细,比表
面积较大,对水的吸附能力较强,所以需水量较
7.280
大;二是煤矸石的结构,由于煤矸石高温煅烧以
7.000
0.70.80.911.11.21.31.41.5
后,结构中的水脱出,成为中空结构,所以有较大
减水剂占水泥的比例/%
的空间吸收水分子;三