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1、磷渣對(duì)混凝土的影響1. 對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響 磷渣的主要成分是硅酸鹽和鋁酸鹽玻璃體,玻璃體含量在85%~90%,另外還含有少量細(xì)小晶體,結(jié)晶相中有假硅灰石、石英、方解石、氟化鈣、硅酸二鈣和硅酸三鈣存在,因此磷渣具有較高的礦物活性?! 〔痪邆渌不钚?摻入混凝土后,必須被水泥熟料的水化產(chǎn)物氫氧化鈣堿性激發(fā)才能產(chǎn)生水化反應(yīng),生成膠凝性水化產(chǎn)物,因此磷渣的水化比水泥熟料慢;另一方面磷渣對(duì)水泥混凝土具有緩凝作用?! ∫蚨沽自炷猎缙趶?qiáng)度有所降低。不過,根據(jù)一般規(guī)律,若水泥早期水化被抑制,其晶體“生長(zhǎng)發(fā)育”條件好,使水化產(chǎn)物的質(zhì)量顯著提高,水泥石結(jié)構(gòu)更加緊密,內(nèi)部孔隙率下降,氣孔直徑變小,因而
2、對(duì)混凝土后期強(qiáng)度發(fā)展有利,從而使混凝土后期強(qiáng)度提高。此外,磷渣具有較高的活性,其二次水化反應(yīng)會(huì)提高水泥石強(qiáng)度;改善界面結(jié)構(gòu)和孔徑分布,使混凝土后期強(qiáng)度提高。礦物超細(xì)粉與高效減水劑共摻時(shí),對(duì)水泥漿體的填充與分散效果更好,這是由于高效減水劑既破壞了水泥漿體的絮凝結(jié)構(gòu),也破壞了超細(xì)粉的絮凝結(jié)構(gòu),使兩者更好的填充與分散。微觀機(jī)理研究證明,磷渣粉摻入水泥漿體后,能顯著地改善硬化漿體的孔結(jié)構(gòu),使大孔減少,小孔增多,磷渣粉漿體的Ca(OH)2顯著減少,C-S-H增多,結(jié)構(gòu)致密,強(qiáng)度增加。2. 對(duì)混凝土凝結(jié)時(shí)間的影響 磷渣對(duì)水泥混凝土的緩凝作用有兩方面原因:一是液相中[PO4]3-等磷酸根離子的存在限
3、制了AFt的形成,而[SO4]2-離子又阻止了“六方水化物”向C3AH6的轉(zhuǎn)化。確切地說,當(dāng)P2O5與石膏共存時(shí),它們的復(fù)合作用延緩了C3A的整個(gè)水化過程,即C3A的水化停留在生成“六方水化物”層階段,既沒有AFt生成,也無C3AH6生成。王紹東等人通過XRD分析,證實(shí)了該觀點(diǎn)的正確性。二是磷渣中少量的P2O5和F與水泥水化析出的Ca(OH)2反應(yīng),生成難溶的氟羥磷灰石和磷酸鈣,沉淀于水泥熟料顆粒表面生成保護(hù)性薄膜,阻止水化而延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間。此外,根據(jù)緩凝劑的作用機(jī)理,摻入磷渣后,相應(yīng)減少了熟料中鋁酸三鈣的含量,使磷渣這種緩凝作用的時(shí)間延長(zhǎng),因而增強(qiáng)了磷渣的緩凝作用。3. 對(duì)混凝土耐久性能
4、的影響 磷渣的摻入,取代了部分水泥,并抑制了水泥的早期水化,因此對(duì)混凝土的早期強(qiáng)度影響較大,但有研究指出水泥的早期水化慢,可以改善晶體的發(fā)育條件,使水化產(chǎn)物質(zhì)量提高,使水泥石結(jié)構(gòu)致密,孔隙率下降,孔徑細(xì)小,有利于混凝土的后期強(qiáng)度。另外磷渣有較高的活性,其二次水化反應(yīng)比較完全,能夠增加混凝土膠結(jié)產(chǎn)物數(shù)量,細(xì)化孔徑,降低孔隙率,提高水泥石強(qiáng)度,并可以改善混凝土界面過渡區(qū)結(jié)構(gòu)。因此磷渣混凝土具有較高的后期強(qiáng)度,較高的抗拉強(qiáng)度和極限拉伸值,并具有較高的抗?jié)B能力?! ∮捎趽饺肓自髮?duì)混凝土的堿度影響不大,因而其抗碳化能力和抗凍性有所提高。另外,根據(jù)文獻(xiàn)[7]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,磷渣摻量達(dá)70%時(shí),鋼筋均
5、處于鈍化狀態(tài),因此摻入磷渣不會(huì)降低混凝土的護(hù)筋性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明磷渣是一種可用于高性能混凝土的優(yōu)良的摻和料,其強(qiáng)度和變形性能以及抗?jié)B耐久性能均優(yōu)于同等摻量下的磷渣混凝土。