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1、文章編號：1007—046X(2015)05—0026—03嚼壤瓢雕一二』_一IjI』r‘{；不同激發(fā)劑對煤矸石粉一水泥熟料復(fù)合膠凝體系性能的影響StudyofEfectofDiferentActivatorsonPerformanceofGanguePowder-CementClinkerCompositeCementitiousSystem張凱峰，南文勝，米鈺，趙世冉，李文龍(1．中建西部建設(shè)北方有限公司，陜西西安710116；2．西安高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)房地產(chǎn)開發(fā)公司，陜西西安710065)摘要：應(yīng)用正交試驗的方法，通過4種不同化學激發(fā)劑以不同的摻量激發(fā)煤矸石粉一水
2、泥熟料復(fù)合膠凝體系，測定其膠砂強度、標準稠度需水量、凝結(jié)時間以及安定性，并借助體視顯微鏡，對試驗試樣抗壓斷面及側(cè)面進行微觀分析。結(jié)果表明：綜合考慮力學強度值，宜選用方案AB，cDE，，即煤矸石、Na：SO、Na：SiO，、cao和石膏摻量分別為20％、3％、5％、5％和3％。借助體視顯微鏡分析得知，漿體相或界面相的強度過低是導致試樣強度較低的直接原因，同時對比分析試樣側(cè)面孔隙特征，不規(guī)則球狀粗糙大孔會顯著降低試樣強度。在應(yīng)用中應(yīng)盡量避免該類孔隙的形成。關(guān)鍵詞：正交試驗；激發(fā)劑；煤矸石粉一水泥熟料復(fù)合膠凝體系中圖分類號：TQ172．46TQ172．44文獻標志碼：A0前言
3、1111煤矸石粉活性普遍較低，不能規(guī)模推廣和工業(yè)化應(yīng)1用，由于單一的活性激發(fā)方法對煤矸石的活性激發(fā)效果憩有限，導致其活性較低，無法在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用，因此，對煤矸石進行活化處理是科研工作者較為關(guān)注的課題。本文是在前人對煤矸石活化研究的基礎(chǔ)上，探究在不同2e煅燒煤矸石摻量水平下，各化學激發(fā)劑的最佳摻量，以圖1水泥熟料XRD圖譜期制備性能良好的復(fù)合膠凝材料應(yīng)用在工程實踐中。表1煤矸石的化學成分％化學成分SiO2AltOsFe203M[gOCaONa20K20Loss1試驗原材料及方案含量55．9621．075．761．017．950．212．15．911．1試驗原材料陜西某水
4、泥廠提供的普通硅酸鹽水泥熟料，其XRD分析測試圖如圖1所示。由圖1可以看出，水泥熟料的主要成分為3Ca0．SiO，和2Ca0．SiO，。選用的煤矸石來自1．2試驗方案陜西省銅川市，其化學成分見表1；煤矸石粉基本物理檢水泥熟料粉磨至比表面積達到300m／kg以上，按照測指標，見表2。正交設(shè)計方法制備煤矸石粉一水泥熟料復(fù)合膠凝材料，其他原材料：標準砂為IS0標準砂。水是普通自來測試其力學強度值，并進行試樣微觀結(jié)構(gòu)分析研究。水?；瘜W激發(fā)劑：無水硫酸鈉(Nas0)為分析純，Nas0含量I>99．0％；硅酸鈉(Na2SiO3)為分析純，Na202正交試驗設(shè)計含量19．3％～22．
5、8％氧化鈣(Ca0)為分析純，CaO含量(灼燒后)>198．0％；石膏(CaSO4．2H，0)為工業(yè)石膏。選擇煤矸石粉摻量、Na2s0摻量、Na2SiO摻量、CaO26COALASH5／2015摻量和石膏摻量(后四種摻量均為占煤矸石粉和水泥熟料摻量5％、CaO摻量2％、石膏摻量4％；抗壓強度最高的是總量比例)共5個因素，每個因素各選5個水平，將煤矸第9組試驗，其相應(yīng)的試驗方案是ABcD。E，即煤矸石石粉一水泥熟料復(fù)合膠砂試塊齡期的力學強度值作為考核摻量25％、Na2SO摻量4％、Na2SiO摻量5％、CaO摻量指標，將它們列成因素水平表如表3所示。用該正交表安1％、石膏
6、摻量2％。排試驗方案，共需做25組試驗，具體方案如表4所示。5。表3因素水平表％柏蠢30曩。曩。012j4，O71Oll121314l，lOl1l19202l22232423_--3d抗折強度7d抗折強度實驗序號圖2試樣力學強度檢測結(jié)果3．1．2正交試驗的極差分析實驗次數(shù)ABCDE正交試驗的極差分析如表5所示。從表5可以看出，綜合考慮}昆凝土力學強度值，宜選用試驗方案A，BCD，即煤矸石、N％SO、NaESiO、CaO和石膏摻量分別為20％、3％、5％、5％和3％。表5較優(yōu)試驗方案注：表中數(shù)字表不各因素的水平，較優(yōu)標準為各因素對應(yīng)的值最大和第二大，帶下劃線的為具有最大值
7、。3．1．3正交試驗的方差分析以試樣抗壓強度為考核指標，利用方差分析諸因素影響規(guī)律，分析結(jié)果如表6所示。由表6可以看出，在所有5個因素中，煤矸石粉摻量對復(fù)合膠材28d抗壓強度的影響最大，Na2SO摻量次之，Na2SiO摻量和石膏摻量相當，CaO摻量影響最小。表6試樣28d抗壓強度方差分析表3結(jié)果與討論3．1正交試驗結(jié)果分析3．1．1正交試驗的直觀分析復(fù)合膠凝材料制備膠砂試塊檢測結(jié)果如圖2所示。其抗折強度最高的為第13組試驗，相應(yīng)的試驗方案是A3B3C5D2E4，即煤矸石摻量30％、Na2SO4摻量3％、NaESiO3注：表中顯著性一欄+號
