煅烧石膏对粉煤灰-石灰体系火山灰反应的影响http://www.sbmlimoji.com/http://www.sbmchaoximo.com/摘要：本文研究了煅烧石膏的溶解特性，用结合水量、Ca(OH)2量和粉煤灰的反应率的测定，证明煅烧石膏加速了粉煤灰-石灰的火山灰反应，并阐明了机理。关键词：煅烧石膏粉煤灰火山灰反应近期有关高温煅烧石膏对粉煤灰水泥强度的影响有些报道［1～2］，但缺乏机理的研究。本文从煅烧石膏的溶解特性-溶解速度和溶解度入手，研究它对粉煤灰-石灰体系火山灰反应的影响，并阐明其机理，为提高粉煤灰水泥掺灰量提供理论基础。1实验原材料及方法1.1原材料将盐城电厂干排灰球磨20min，达到80μm筛筛余0.62%，比表面积5330cm2/g。化学纯石灰磨至全部通过80μm筛。各原材料化学组成列于表1。表1原材料化学组成1.2实验方法1.2.1物理性能凝结时间按GB1346-89规定方法进行。将85%粉煤灰与15%石灰混合均匀，按W/C=0.41调合制成2cm×2cm×2cm的试件，在相对湿度为90%的湿空气中养护1d后脱模，继续置于该湿空气中养护，测定浆体各龄期的抗压强度。1.2.2水化性能将测定强度后的试件除去表面层，磨细，用无水乙醇终止水化，于65℃烘干，装入小玻璃瓶中密封置于干燥器中备用。氢氧化钙含量采用甘油酒精法测定，化学结合水量采用950℃烧失量法测定，根据文献［3］采用阳离子树脂交换法测定石膏溶解性，按文献［4］用苦味酸-甲醇溶液萃取法测定灰的反应量，用XRD仪测定水化产物。2实验结果及分析2.1石膏的溶解特性2.1.1煅烧温度对石膏在纯水中溶解速度的影响经不同温度煅烧法煅烧的石膏在纯水中的溶解速度见表2，由表2可知，500℃煅烧的石膏溶解速度较二水石膏快，溶解速也大。600℃以上煅烧的石膏，其早期(≤24h)溶解速度随煅烧温度增高而递减。煅烧温度愈高，溶解速度降低愈显著，在后期溶解速度相差不大。煅烧石膏的溶解度较二水石膏有较大的提高(900℃煅烧的石膏7d仍未达到饱和)。表2煅烧温度对石膏在纯水中的溶解速度的影响注：G0为二水石膏；G5～G9分别表示500℃、600℃、700℃、800℃、900℃煅烧的石膏2.1.2保温时间对石膏在纯水中的溶解速度的影响表3示出经500℃、600℃、700℃、800℃、900℃煅烧石膏分别保温0.5h、1.0h、1.5h后所得煅烧石膏在纯水中的溶解速度。从中可以看出，在相同煅烧温度下随保温时间延长煅烧石膏的溶解速度及溶解度均下降，这是由于延长煅烧时间使得煅烧石膏的结晶度增加所致。与煅烧温度相比保温时间的影响要小。表3保温时间对石膏在纯水中的溶解速度的影响2.1.3煅烧温度对石膏在饱和CaO溶液中溶解速度的影响：表4示出煅烧温度对石膏在饱和CaO溶液中溶解速度的影响。从中可见，在早期(3h内)，煅烧石膏的溶解速度小于二水石膏，而3h之后煅烧石膏的溶解速度开始增大，24h除800℃煅烧的外均超过二水石膏，随着煅烧温度升高，其溶解度递减，这与其在纯水中具有相似的规律。不论煅烧与否石膏在饱和CaO溶液中的溶解速度与溶解度均比纯水中低，这是由于Ca2+同离子效应的结果。表4石膏在饱和CaO溶液中的溶解速度比较上述结果可知，煅烧石膏溶解特性(溶解速度和溶解度)受煅烧温度和受保温时间影响，而前者更为显著。因此，不同研究者采用不同煅烧条件制得的煅烧石膏的溶解特性均不相同。这必将导致对水泥强度影响的差异，也意味着在生产煅烧石膏时必须严格控制好煅烧制度才能获得稳定的产品。2.2煅烧石膏对粉煤灰-石灰系统性能的影响2.2.1煅烧石膏对粉煤灰-石灰系统物理性能的影响对粉煤灰-石灰系统若不加激发剂，成型好的试体放入20℃水中全部溃散，这是由于CaO水化生成Ca(OH)2体积膨胀所致，故本文改为湿空气养护。激发剂对粉煤灰-石灰体系物理性能的影响见表5。表5激发剂对粉煤灰-石灰体系物理性能的影响从中可知，激发剂缩短了初凝时间，对终凝影响不大；而3d内的早期强度相近，3d后掺激发剂的试体强度开始增长迅速，H3、H4、28d时强度已达到H0的4倍多，甚至还超过HO、1a的强度，而H4的强度比H3的强度要高。说明激发剂对粉煤灰早期火山灰反应无明显促进作用，3d后才有促进作用，这与两种石膏的溶解特性有关。2.2.2煅烧石膏对粉煤灰-石灰体系水化性能的影响激发剂对粉煤灰-石灰体...