粉煤灰抑制碱硅酸反应的机理研究评述

掺加粉煤灰是目前抑制碱硅酸反应(ASR)最经济有效的方法,但其抑制机理还不明确,仍存在争议,粉煤灰抑制ASR的长期有效性受到质疑.本文综述了国内外关于粉煤灰对ASR抑制机理的研究现状,并对存在的问题进行了讨论,提出下一步的研究方向.     

粉煤灰抑制碱硅酸反应膨胀的机理研究

研究了粉煤灰对碱硅酸反应(ASR)膨胀的抑制规律,并用扫描电镜(SEM)和光学显微镜表征了集料的反应情况.采用高压装置提取孔溶液,并采用pH计和火焰光度计测试了孔溶液的pH值和K+、Na+浓度随复合水泥浆体初始组成和龄期的变化规律.结果表明:试件的宏观膨胀随集料反应程度的增加而增大.掺入粉煤灰降低了孔溶液的pH值和K+...     

不同碱环境下陶瓷抛光渣对碱-硅酸反应的抑制作用

以陶瓷抛光渣(PPR)为矿物掺和料,取代部分水泥制备砂浆棒,测定其在KOH溶液中的膨胀率,并对砂浆试样近集料区域进行扫描电子显微镜(SEM)分析,同时与在NaOH溶液中的试验数据进行对比,研究了PPR对水泥基材料碱-硅酸反应(ASR)的抑制作用及其机理.结果表明:不同碱环境下,PPR均能有效抑制水泥基材料的ASR膨胀;...     

碱硅酸反应（ASR）抑制措施研究评述

评述了各种抑制碱硅酸反应（ＡＳＲ）的方法。重点对利用粉煤灰抑制ＡＳＲ的研究进行了综述,并对研究中存在的问题,如娄煤灰碱含量与有效性的关系,抑制评估方法以及抑制机理等进行了讨论。     

粉煤灰掺量对集料碱硅酸反应的试验研究

为了评价不同掺量的粉煤灰对集料种类的碱硅酸反应(ASR)膨胀的抑制效果,以快速砂浆棒法和岩相法为基础,通过室外调研选取了青海西宁地区4种潜在活性集料为样品进行抑制措施。结果表明:粉煤灰对不同集料的抑制效果与集料的活性有关。结合SEM观察,论述了粉煤灰抑制集料膨胀的机理。     

碱的阈值及矿物掺合料组分对碱-硅酸反应的影响

矿物掺合料是抑制碱-硅酸反应(ASR)膨胀的有效方法之一,其种类、掺量不同,抑制效果也不同。以陶瓷抛光渣、粉煤灰、矿渣粉为掺合料取代部分水泥制备砂浆棒,通过膨胀率测定和能谱分析,研究碱的阈值及矿物组分对ASR膨胀的影响。结果表明:陶瓷抛光渣、粉煤灰对ASR膨胀的抑制效果优于矿渣粉;掺合料可使碱的阈值增大,降低因碱而发生较大ASR膨胀的风险;钙的含量也有阈值效应,达到50%以上时,会使ASR膨胀陡然增大;矿物化学组分与ASR膨胀的关系有一定规律可循,14 d膨胀值与(2Na₂O_e+CaO)/SiO₂获得最佳拟合。     

双掺矿物掺合料抑制集料碱硅酸反应的试验研究

为了研究双掺粉煤灰和硅粉对集料种类的碱硅酸反应(ASR)膨胀的抑制效果,以双掺总量为40%的掺合料进行三种配合比设计,并与单掺粉煤灰和硅粉进行了对比。结果表明:对于4种活性集料情况下,当硅粉和粉煤灰掺量比为3时,长期抑制效果最好。复掺比单掺10%粉煤灰的情况下抑制效果好,比单掺30%粉煤灰的情况下抑制效果差。     

矿物质粉体对碱硅酸反应抑制机理的研究

通过孔溶液分析和用扫描电子显微镜观察骨料表面的侵蚀情况,研究了矿物质粉体对碱硅酸反应的抑制机理。结果显示,在混凝土中掺入矿物质粉体,不仅可以降低孔溶液中的碱含量,且可以降低外部碱源的碱离子向混凝土内部的扩散以及降低内部孔溶液中的碱离子向骨料表面的扩散,从而降低对骨料的侵蚀作用,抑制碱硅酸反应的有害膨胀。     

LiNO3抑制碱硅酸反应的效果及作用机理

研究了80℃NaOH和LiNO3混合溶液养护条件下LiNO3对5种集料ASR的抑制效果,采用SEM和XRD测试了试件的微观结构,对LiNO3抑制ASR机理进行分析。研究表明:对于石英玻璃和沸石化珍珠岩,[Li]/[Na+K]摩尔比越高,LiNO3对ASR抑制效果越好,Li+掺量不足或者后期有Na+和K+供应的情况下,仍会产生ASR膨胀。对于锦屏砂岩和两河口砂岩,集料粒径越小,LiNO3对ASR抑制效果越好。Li+优先于Na+和K+参与ASR反应,生成不具有膨胀性Li2SiO3晶体。生成的Li2SiO3晶体产物层并不能完全阻止OH-继续参与ASR。足量的LiNO3是有效抑制ASR的关键。     

含铝物质抑制碱-硅酸反应研究

研究几种含铝物质对碱—硅酸反应的抑制作用,结合XRD、SEM/EDS分析其抑制机理。结果显示,烧铝矾土、Al(OH)3对碱—硅酸具有良好的抑制作用,掺加30%烧铝矾土或20%Al(OH)3能使碱—硅酸膨胀反应膨胀率下降至1%。化学试剂Al(NO3)3、Al2(SO4)3不能有效地抑制碱—硅酸反应。     

高活性偏高岭土及粉煤灰对碱骨料反应的抑制作用

为研究偏高岭土及粉煤灰对活性骨料膨胀的抑制作用及机理,采用快速砂浆棒法,研究了用石英玻璃为骨料,以5%,10%,15%,20%,25%高活性偏高岭土等质量取代水泥或以10%,20%,30%,35%,40%,45%粉煤灰等质量取代水泥的砂浆棒膨胀率,并采用扫描电镜对其机理进行了分析.结果表明:高活性偏高岭土抑制碱骨料反应(ASR)具有少量高效的特点,而粉煤灰要在等质量取代水泥35%及以上时才能有效抑制ASR;高活性偏高岭土颗粒明显小于粉煤灰颗粒,且具有更高的活性,掺入水泥砂浆后所生成的胶凝材料更加致密.     

陶瓷抛光废渣-石灰体系的反应特性

以粉煤灰-石灰体系作为对比,从水化产物、结合水量、显微结构和制品强度等角度,研究了陶瓷抛光废渣-石灰体系在常温养护和蒸压养护条件下的反应特性.采用XRD,SEM,ICP-AES,FTIR等手段研究了该体系的反应过程和相关机理.结果表明,陶瓷抛光废渣一石灰体系在常温养护和蒸压养护条件下的反应能力均强于粉煤灰一石灰体系,其结合水量较多,水化产物钙硅摩尔比低,制品强度较高.陶瓷抛光废渣-石灰体系具有高反应能力的原因在于陶瓷抛光废渣中Si~(4+)大量快速溶出,且溶出量远大于Al~(3+)溶出量.陶瓷抛光废渣-石灰体系用于生产蒸压硅酸盐制品优于常用的粉煤灰-石灰体系.     

废旧轮胎橡胶粉对碱骨料反应的抑制作用

采用砂浆棒长度法研究了废旧轮胎橡胶粉对碱骨料反应的影响.比较了不同掺量、不同粒径废旧轮胎橡胶粉对碱骨料反应膨胀的抑制作用.结果表明：废旧轮胎橡胶粉对碱骨料反应早期有很强的抑制作用,膨胀降低率可达到50%以上,后期抑制作用减弱到30%左右;当废旧轮胎橡胶粉掺量为25%（质量分数）时,其对膨胀的抑制作用达到最佳效果,在28d龄期的膨胀抑制率可达到35%,随着废旧轮胎橡胶粉掺量的继续增大,这种膨胀抑制作用的效果增长不明显;在3种粒径的废旧橡胶粉中,粒径为119μm的废旧轮胎橡胶粉抑制碱骨料反应的效果最好,但抑制程度提高幅度不大;粒径较小、具有弹性的废旧轮胎橡胶粉在水泥砂浆中充当了应力的集中中心,能有效减少裂纹的产生,且其具有疏水性能,也能引入一定量的空气,可缓解碱骨料反应时胶体吸水产生的膨胀压力,从而限制水泥砂浆内部裂纹的扩展,减弱了碱骨料反应对基体的破坏作用.     

粉煤灰与矿粉“双掺”的应用

本文通过对粉煤灰与矿粉化学成分在砼拌合物中掺加的比较进行的论述,总结了“双掺”技术在砼施工和结构中发挥的优良性能,以及在施工中应注意的问题。“双掺”技术的应用在降低成本、保护环境、提高砼各项性能指标等方面具有显著的经济效益和社会效益。     

矿渣粉-生石灰粉对粉煤灰胶凝材料强度的影响

研究了矿渣粉和生石灰粉用量对3种粉煤灰配制的胶凝材料强度的影响,并进行了相关产品的生产和性能试验.结果表明:适量矿渣粉能显著提高大掺量粉煤灰胶凝材料的早期强度尤其是抗折强度;粉煤灰烧失量是影响粉煤灰产品强度的主要因素.     

竹炭对粉煤灰陶瓷砖结构及性能的影响

采用粉煤灰、黄金尾矿为主要原料,添加不同掺量的竹炭,通过干压成型-高温烧成法制得粉煤灰陶瓷砖,分析了竹炭掺量及烧成温度对粉煤灰陶瓷砖的物化性能、物相组成及显微结构的影响规律.结果表明:以粉煤灰、黄金尾矿和竹炭可以制备出显气孔率和强度较高、吸水率较低的粉煤灰陶瓷砖,其物相主要为石英相与莫来石相;在m(竹炭):m(粉煤灰)为5:70,烧成温度为1 250℃时,陶瓷砖具有较好的综合性能,其破坏强度可达600.1 N,吸水率为8.29%,显气孔率为16.02%,达到GB/T 4100—2006附录K中对BⅡ类炻质砖的性能要求,且该材料的比表面积为11.1 m~2/g,具备一定的吸附功能,有望成为一种新型的内墙功能装饰材料.     

粉煤灰和矿渣粉对混凝土抗裂性影响的试验研究

该文分别研究了粉媒灰、矿渣粉和两者混和物对混凝土抗裂性的影响,共做了7组试块.研究结果表明:适量优质粉煤灰或适量矿渣粉或双掺掺合料的掺加有利于减缓混凝土早期干缩开裂现象的发生;但若继续增加,则对提高混凝土早期抗裂性不利.     

粉煤灰和矿粉对水泥胶砂自收缩的影响

试验研究了粉煤灰和矿粉对水泥胶砂自收缩的影响.结果表明:当胶砂比(质量比)为1:0.5,水胶比(质量比)为0.3时,随水化龄期延长,水泥胶砂自收缩增大,早期自收缩发展急剧.粉煤灰降低了水泥胶砂的自收缩,随着粉煤灰掺量(质量分数)增大,水泥胶砂自收缩减小;掺10%和20%粉煤灰水泥胶砂的21 d自收缩较纯水泥胶砂分别下降了21.1%和29.5%.水化早期(5d前),矿粉掺量(质量分数)在10%～20%时,随着矿粉掺量增大,水泥胶砂自收缩降低;掺10%和20%矿粉水泥胶砂的21 d自收缩较纯水泥胶砂分别增加了11.1%和6.6%.     

基于碱-硅反应抑制效果的粉煤灰品质评价指标

基于粉煤灰抑制碱一硅反应(ASR)的效果,采用22种粉煤灰对具有碱活性的砂岩骨料进行ASR抑制试验,提出了用粉煤灰的化学成分因子Cfa来评价粉煤灰品质、优选粉煤灰.首先用其中的12种粉煤灰进行砂浆棒快速法试验,分析了粉煤灰主要化学成分对ASR的影响,确定CFA的表达式为[m(CaO)+0.735 6m(R2O)+1.460 7m(MgO)-1.829 9m(SO2)]/[O.792 8m(SiO2)-2.170 5m(Fe2O3)+0.567 3m(A12O3)];用其余10种粉煤灰进行砂浆棒快速法试验和60℃混凝土棱柱体法试验,验证了CFA的合理性,比较了CFA和另外3种粉煤灰品质评价指标与粉煤灰对ASR抑制效果的相关系数.结果表明:粉煤灰的单一化学成分不足以全面反映粉煤灰对ASR的抑制效果;CFA与粉煤灰对ASR的抑制效果有较好的相关性;当CFA≤0.400时,约30%的粉煤灰掺量可以有效抑制ASR;当CFA>O.400时,粉煤灰掺量应更大.