富鐵磷鋁酸鹽水泥抗侵蝕性能研究.pdf

1、富鐵磷鋁酸鹽水泥(PAC)是在磷鋁酸鹽水泥基礎(chǔ)上發(fā)展的一種新型特種水泥，通過(guò)提高水泥熟料中Fe2O3的含量而具有煅燒溫度低、早強(qiáng)高強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本文主要研究了富鐵PAC及其在分別摻有石灰石粉、粉煤灰和石膏三種輔助膠凝材料條件下的抗氯離子滲透性、抗硫酸鹽侵蝕性和抗凍性。利用XRD、SEM、MIP等測(cè)試方法對(duì)水泥硬化漿體的微觀結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行分析，闡明了水泥力學(xué)性能和抗侵蝕性能改善的原因。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴與硅酸鹽水泥(OPc)和

2、硫鋁酸鹽水泥(SAC)相比，富鐵PAC具有更優(yōu)異的抗侵蝕性能。OPC和SAC硬化漿體氯離子電通量測(cè)試結(jié)果分別為6000C和2800C，而富鐵PAC僅為1100C;三種水泥在水化齡期為90d時(shí)抗硫酸鹽侵蝕系數(shù)分別為0.84、1.31和1.41;依據(jù)凍融破壞實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，OPC和SAC最多可承受150次凍融循環(huán)作用，而富鐵PAC在經(jīng)歷凍融循環(huán)200次時(shí)仍未達(dá)到破壞標(biāo)準(zhǔn)。OPC、SAC和富鐵PAC三種水泥按照W/C=0.3成型，其硬化漿體在水化齡

3、期28d時(shí)的孔隙率分別為27.3％、16.9％和13.5％，富鐵PAC孔隙率較低且大部分屬于少害孔和無(wú)害孔，良好的孔結(jié)構(gòu)可以有效阻斷有害離子的滲透通道，同時(shí)也可降低凍融循環(huán)中的靜水壓力;富鐵PAC水化產(chǎn)物中的水化鋁酸鈣可與滲入其中的Cl-反應(yīng)生成Friedel鹽，賦予其良好的抗氯離子滲透性能;OPC、SAC和富鐵PAC三種水泥漿體的pH值分別為12.9、11.8和10.9，低pH值保證了富鐵PAC水泥漿體較低的滲透壓，低靜水壓和滲透壓保

4、證了富鐵PAC具有良好的抗凍性。⑵當(dāng)石灰石粉摻量為3％和6％時(shí)，富鐵PAC硬化漿體氯離子電通量從零摻量的1100C分別下降到429C和405C，抗硫酸鹽侵蝕系數(shù)分別提高到1.26和1.22，在經(jīng)歷凍融循環(huán)200次后硬化漿體抗壓強(qiáng)度較零摻量可分別提高5％和8％;當(dāng)摻量提高到9％和12％時(shí)，富鐵PAC硬化漿體氯離子電通量上升到503C和860C，抗硫酸鹽侵蝕系數(shù)下降到0.85和0.52，凍融循環(huán)200次時(shí)抗壓強(qiáng)度下降了14％和21％。在石灰

5、石粉摻量為3％、6％、9％和12％時(shí)，硬化漿體養(yǎng)護(hù)齡期28d時(shí)的孔隙率從原來(lái)的13.5％分別下降到6.78％、4.42％、6.09％和9.87％，適宜摻量的石灰石粉發(fā)揮物理填充效應(yīng)提高了漿體密實(shí)性，同時(shí)石灰石粉可與鋁酸鈣反應(yīng)生成具有一定強(qiáng)度的碳鋁酸鈣，在一定程度上提高了富鐵PAC的力學(xué)強(qiáng)度和抗侵蝕性能;但是當(dāng)石粉摻量過(guò)高時(shí)水泥水化產(chǎn)物數(shù)量下降，而且碳酸鈣礦物方解石表面光滑整齊易形成斷裂面，此時(shí)富鐵PAC硬化漿體抗壓強(qiáng)度和抗侵蝕性能略有下

6、降。石灰石粉在富鐵PAC中的最佳摻量范圍在3％～6％。⑶當(dāng)粉煤灰的摻量在3％、6％和9％時(shí)，富鐵PAC硬化漿體氯離子電通量依次為892、824和712C，抗硫酸鹽侵蝕系數(shù)分別為1.51、1.55和1.58，凍融循環(huán)200次后其抗壓強(qiáng)度分別為50.21、50.46和51.30MPa;當(dāng)摻量升高到12％時(shí)，電通量上升為917C，抗硫酸鹽侵蝕系數(shù)下降為1.10，凍融循環(huán)200次后抗壓強(qiáng)度為45.2MPa;粉煤灰摻量在3％、6％、9％和12％水

7、化齡期28d時(shí)硬化漿體的孔隙率從零摻量的13.5％分別下降為12.1％、4.5％、10.5％和12.5％。適量摻加粉煤灰可以改善水泥漿體孔結(jié)構(gòu);當(dāng)粉煤灰摻量過(guò)多時(shí)，由于熟料相應(yīng)減少造成水化產(chǎn)物不足，其次富鐵PAC低堿體系難以激發(fā)粉煤灰活性，從而硬化水泥漿體致密度降低。粉煤灰最佳摻量范圍在3％～9％，此時(shí)富鐵PAC硬化漿體的力學(xué)性能和抗侵蝕性能較好。⑷在天然硬石膏摻量分別為2％、5％、8％和11％時(shí)，富鐵PAC硬化水泥漿體氯離子電通量分別