粉煤灰对磷酸盐快速修补材料性能的影响.pdf

2 0 1 3N O 2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 N粉煤灰对磷酸盐快速修补材料性能的影响E f f e c t so fF l yA s hO i lP r o p e r t i e so fP h o s p h a t e-b a s e dM a t e r i a lf o rR a p i dR e p a i r金城1，杨全兵2(1 同济大学材料工程学院材料工程研究所，上海2 0 1 8 0 4；2 同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室，上海2 0 1 8 0 4)摘要：研究了粉煤灰掺量对磷酸盐材料流动性、强度和颜色的影响，结果表明，粉煤灰对磷酸盐材料强度有一定降低，但是可以有效改善颜色和降低成本，及提高其流动度。不过，即使粉煤灰掺量达到2 3，其3 h 和7 d 的抗压强度也高达3 2 9 M P a 和6 8 5 M P a，足以满足快速修补的要求。关键词：磷酸盐修补材料；粉煤灰；流动度；强度；颜色中图分类号：X 7 5 7文献标识码：A文章编号：1 0 0 5 8 2 4 9(2 0 1 3)0 2 0 0 3 60 2作为混凝土修补材料我国曾先后开发了快硬硅酸盐水泥、高铝水泥等无机胶结料，同时还使用了改性环氧树脂聚合物水泥砂浆等有机、无机相结合的胶结料，这些材料在国防民用工程中发挥了重要作用。而对另一种新型超快硬磷酸盐胶结料，国内尚未进行深入的研究 1 j。目前市场上磷酸盐水泥作为一种快硬性材料越来越多的被应用于各种工程修补中，尤其是在薄层修补中其各种优异性能得到充分体现，但是该胶凝材料用于修补时，终凝时间太快，稠度高，较大面积修补施工时可操作性较差 2 _ 4 ，仍有许多问题需要深入研究，目前对磷酸盐材料性能的研究主要从改变缓凝剂掺量，P M 比，氧化镁种类、骨料种类，砂灰比等角度，但是粉煤灰掺量对磷酸盐材料各种性能的研究目前还处于相对空白状态，因此本文主要从改变粉煤灰掺量的角度来研究其对磷酸盐材料性能的影响。针对磷酸盐水泥现阶段存在的一些问题，例如磷酸盐水泥的粘性大，施工性能较差，在实际工程修补中的色差较大影响其工程美观性等，本文主要研究了粉煤灰对磷酸盐水泥性能的影响。1 试验方案1 1原材料试验原材料磷酸盐水泥、粉煤灰和砂均由杭州中港建工工程有限公司提供。磷酸盐水泥(简称为M P B)的组成成分为磷酸盐、氧化镁、缓凝剂；粉煤灰收稿日期：2 0 1 2-1 0-0 93 6为工级低钙灰(F)；砂子为石英砂(S)，细度模数为2 7 7；水为自来水(W)。1 2 试验配合比试验采用磷酸盐水泥砂浆和4c m 4c m 1 6c m 试块，详细配合比见表1。砂浆试块成型后，放置在室内空气中养护至强度测定龄期，室内养护温度为(2 0 5)，湿度为(7 0 1 0)r h。1 3试验方法砂浆流动度的测量按照水泥胶砂流动度测定方法G B T 2 4 1 9 1 9 9 4 进行；砂浆强度测试方法参照水泥胶砂强度检验方法(I S O 法)G B T 1 7 6 7 1 1 9 9 9 进行。表1 试验配合设计表编号F M P Bs(M P B+F)W(M P B+S+F)流动度r a mF 00 0 0F 10 0 9F 20 16F 30 2 3F 40 3 02 试验结果分析2 1流动度粉煤灰掺量对磷酸盐材料流动度的影响见表1，结果表明，磷酸盐材料的流动度随着粉煤灰掺量的增大有一定成的提高，。更重要的是，未掺入粉煤灰的磷酸盐砂浆其粘性很大，但掺人粉煤灰后，其粘性得到明粉煤灰综合利用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 3N O 2显降低，显著改善了砂浆的施工性能。这主要是因为粉煤灰中含有许多球状玻璃微珠，它们可以起到“滚珠”的润滑作用 5 J。2 2强度粉煤灰掺量对于磷酸盐材料强度的影响见表2 和图1，结果表明，随着粉煤灰掺量的增大，磷酸盐砂浆的抗折和抗压强度均有所降低，但粉煤灰掺量小于1 6 时，降低幅度较小。不过，即使粉煤灰掺量达到2 3，其3 h 和7 d 的抗压强度也高达3 2 9 M P a 和6 8 5M P a，足以满足快速修补的要求。图2 不同粉煤灰掺量磷酸盐砂浆的颜色2 4 成本分析目前市场上磷酸盐水泥以及粉煤灰的通常价格分别为8 0 0 0 元t 和1 5 0 元t，基于此数据，可以分析粉煤灰掺量对磷酸盐修补材料的成本影响，结果见表3，它清楚地表明掺粉煤灰可以显著降低磷酸盐基快速修补材料的成本，因此在满足快速修补性能要求的前提下，通过掺粉煤灰可以获得性价比很高的磷酸盐基快速修补材料，经济效益显著。表2粉煤灰掺