粉煤灰与化学外加剂复掺改性水泥基材料的研究现状.pdf

粉煤灰综合利用F L YA S HC O M P R E H E N S I V EU T I L I Z A T I O N2 0 1 4N O 6一一粉煤灰与化学外加剂复掺改性水泥基材料的研究现状As u m m a r yo fc e m e n t b a s e dm a t e r i a l sc o n t a i n i n gf l ya s ha n dc h e m i c a la d m i x t u r e s徐刚(同济大学材料科学与工程学院水泥基材料研究所，上海2 0 1 8 0 4)摘要：从工作性、力学性能、耐久性以及粉煤灰与化学外加剂适应性4 个方面介绍了目前国内外学者利用粉煤灰与各类化学外加剂复掺改性水泥基材料的研究进展及结论，并简要介绍了粉煤灰与化学外加剂复掺改性中存在的问题与今后可能的研究重点。关键词：粉煤灰；化学夕l q J O 剂；水泥基材料；研究现状中图分类号：T U 5 2 8 0文献标识码：B文章编号：1 0 0 5 8 2 4 9(2 0 1 4)0 6 0 0 4 9 0 4粉煤灰作为国内外目前工业生产过程中主要废渣之一，排放量逐年增加，但粉煤灰的利用率仍然保持较低水平，欧洲煤炭燃烧产物协会会员国家排放的粉煤灰利用率也只利用了约4 8，尤其在我国，粉煤灰的回收利用率约3 0 旧1，而印度每年排放的大量粉煤灰利用率不到2 0 1，所以剩余大量未被利用的粉煤灰不仅已经成为环境的巨大压力，而且其中有害成分对人类健康和生活水平产生不可忽视的威胁。如何综合利用粉煤灰已经成为固体废弃物资源化利用领域的一个重要热点课题。水泥基材料是以水泥作为胶凝材料的工程材料，砂浆和混凝土是最常见也是最典型的2 种水泥基材料H 1。粉煤灰具有活性，分散性，填充性，稳定性，已经被广泛应用建筑工程和建材制品，如水电大坝建设，道路建设，工程回填，混凝土砂浆制品等等”j。化学外加剂品种繁多，功能各异，主要有泵送剂，减水剂，膨胀剂，早强剂等等，对水泥基材料有着良好的改性作用，是目前改善砂浆和混凝土各项性能，满足工程耐久性要求的不可或缺的组分之一。而通过这两者的复掺来改性砂浆和混凝土既保护了环境，节约了混凝土的成本，又可以改善混凝土的各项性能。但在水泥基材料如砂浆和混凝土的实践工程应用中，粉煤灰和外加剂的使用有时候也会导致其能下降，出现不相适应的作者简介：徐刚(1 9 8 9 J 男，同济大学硕士研究生研究方向：水泥基材料。E-m a i l：x u g a n 9 1 9 8 9 0 9 2 2 1 6 3 c o r n收稿日期：2 0 1 4 一0 7 一1 0情况。因此，分析粉煤灰和化学外加剂复掺对砂浆和混凝土整体性能的影响是十分重要的。本文重点介绍了目前学者对粉煤灰和化学外加剂复掺改性以砂浆和混凝土为主的水泥基材料的工作性，力学性能，耐久性以及两者的适应性4 个方面的研究进展，并简要介绍了粉煤灰与化学外加剂复掺存在的不足和发展方向。1复掺对混凝土工作性的影响砂浆和混凝土的工作性均可称为和易性，其含义包含流动性，粘聚性和保水性。对于水泥砂浆或者净浆，人们通常用流动度和凝结时间来评价其工作性差异；对于混凝土，根据用途通常采用坍落度来评价其工作性好坏，然而随着时间的推移，新拌的混凝土就会由于硬化而失去其和易性，这种现象叫坍落度损失。短时间的坍落度损失会直接造成混凝土浇筑困难，影响施工。单掺某些化学外加剂如减水剂，因为减水剂能够降低水泥颗粒固液界面能，静电斥力作用，空间位阻作用，起到水化膜润滑作用，引起隔离滚珠作用，从而一般可以降低砂浆和混凝土需水量，改性砂浆和混凝土和易性和密实性。在固定水灰比的情况下，单掺粉煤灰的混凝土拥有更加好的工作性【6J。目前国内外学者研究粉煤灰和化学外加剂对砂浆和混凝土工作性的影响主要集中在二者对于砂浆流动度和混凝土坍落度经时变化情况。S N a g a t a k i 等o 通过研究粉煤灰与高效减水剂复掺对砂浆流动性的影响，结果发现粉煤4 9 粉煤灰综合利用2 0 1 4N O 6F L YA S HC o M 呼R E H E N s】EI 肺，I Z A T I o N灰与高效减水剂复掺对砂浆并没有很好地改善其流动性，复掺效果与粉煤灰品种关系十分紧密，可以用粉煤灰的容重来指导评价粉煤灰品种对砂浆流动性的影响；陈建华3 将粉煤灰与减水剂复掺技术应用到东升供水改造工程中，考察了粉煤灰与减水剂的可泵性，实验结果表明适当掺量粉煤灰与减水剂复掺可以显著改善可泵性，满足施工要求；P i p a tT e r m k h a j o r n k i t 等旧。重点研究了萘系减水剂与粉煤灰复掺对其砂浆流动度的影响，发现两者的复掺可以改变砂浆体系中颗粒的势能垒，从而导致其流动性的改变，具体改变