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上海地区不同商品粉煤灰水泥浆体的流变性能
 提问日期: 2003-06-17 05:38
摘要:采集了上海地区不同种类、等级和加工方式的7种商品粉煤灰,测定了各种粉煤灰水泥浆体的流变性能。研究了商品粉煤灰品质与掺量对浆体流变参数的影响,并分析了影响浆体流变性能的粉煤灰主要品质因素。 关键词:商品粉煤灰;水泥砂浆;流变性能;需水量比 中图分类号:TQ172.715文献标识码:A文章编号:1002-9877(2002)08-0005-03 0 引言 水泥浆体是混凝土的重要组分之一,其流变性能与混凝土拌和物的工作性有着密切关系。粉煤灰品质对水泥浆体流变性能的影响在一定程度上也可反映其对混凝土拌和物工作性的影响。本文采集了上海地区不同的种类、等级和加工方式的7种商品粉煤灰,测定了含有不同品质与掺量的粉煤灰的水泥浆体的流变参数,并分析了影响流变参数的主要品质因素。 1 原材料与试验方法 试样编号:1号为I级混烧高钙灰,2号为II级混磨高钙灰,3号、6号为II级低钙磨细灰,4号为II级低钙分选灰,5号、7号为I级低钙分选灰。其品质指标见表1。 表1 粉煤灰灰样的部分品质指标 水泥采用525号硅酸盐水泥。浆体流变性能采用ND5-79型旋转粘度计测定,水胶比为0.4。每种粉煤灰掺量为15%、30%和45%。 2 试验结果 粉煤灰浆体的流变参数测定结果见表2。 表2 粉煤灰水泥浆体的屈服应力τ0、塑性粘度η 表中还列出各组粉煤灰水泥浆体屈服应力和塑性粘度与基准水泥的相对值τ0/τ00和η/η0。 3 不同品质粉煤灰水泥浆体的流变性能 粉煤灰掺量为30%时,部分粉煤灰配制的水泥浆体的流变曲线见图1;粉煤灰水泥浆体τ0/τ00值见图2。 图1 部分粉煤灰水泥浆体的流变曲线 图2 粉煤灰水泥浆体的τ0/τ00值 图1、图2及表2的结果表明: 1)无论是新拌水泥浆体,还是新拌粉煤灰水泥浆体,其剪切应力――剪切速率的变化基本上均呈不通过零点的线性关系,即属于宾汉姆体流变类型。也就是说,粉煤灰的掺入并未改变水泥浆体的流变类型,只是其屈服应力和塑性粘度发生了不同的变化。 2)粉煤灰水泥浆体的屈服应力τ0值与粉煤灰品质有着密切的关系。试验用的7种粉煤灰大致可以分为2类:第一类粉煤灰可以降低水泥浆体的τ0值,如1号和5号灰样,1号灰尤其明显;或者是不增大其τ0值,如2号和7号灰样,其τ0值略低于水泥浆体,二者基本相同。第二类粉煤灰则提高了水泥浆体的τ0值,如3号、4号、6号灰样(见图2)。 3)第一类粉煤灰虽然对水泥浆体的屈服应力有降低或不增大的良好影响,但依然会增加浆体的塑性粘度,η值平均增幅约为28%。至于第二类灰对η值的影响更为明显,平均增幅高达63%左右。这表明粉煤灰品质对浆体塑性粘度亦有重要影响。 4 粉煤灰掺量对水泥浆体流变性能的影响 由表2得出,1~5号粉煤灰掺量与水泥浆体的τ0/τ00和η/η0的关系曲线见图3、图4。 图3 粉煤灰掺量与粉煤灰水泥浆体τ0/τ00的关系 图4 粉煤灰掺量与粉煤灰水泥浆体η/η0的关系 从表2及图3、图4可以看出,粉煤灰掺量对流变参数的影响与粉煤灰品质有关。品质不同,其曲线走势亦不同。 就τ0值而言,第一类灰中,1号和5号灰样随掺量增加,下降幅度增大,而2号和7号灰样的降幅明显减小。第二类灰,如3号、4号、6号灰样,则随掺量增加明显增大。 对η值而言,试验用的7种灰样均随掺量的增加而增大,只是增幅不同。3号、6号、4号的增幅较大;1号、5号、2号、7号则较小。特别是1号和5号在大掺量(>30%)时,几乎不再增大。 5 影响粉煤灰水泥浆体流变性能的主要品质因素 从以上试验结果的讨论可以发现,不同粉煤灰水泥浆体的流变参数与其需水量比有一定关系(见表3)。粉煤灰的需水量比小,浆体的τ0值就小,η值也小。需水量比与τ0、η的相关系数分别为0.886和0.895(n=7)。其中5号灰的η值略高于7号和2号灰,可能与试验误差有关;若不计该项数据,需水量比与η的相关系数可达0.963(n=6)。 表3 不同粉煤灰水泥浆体的需水量比与τ/τ0、η/η值的关系% 需水量比虽然是粉煤灰的一个品质指标,但实际上,它是在特定试验条件下的一个功能性指标,是粉煤灰的诸多基本性能的综合反映。这些性能包括细度、烧失量、颗粒级配、形状因子及表面结构等。已有研究表明,粉煤灰的需水量比与其颗粒群特征有密切关系[1]。本项研究中测得的7种代表性灰样的需水量比与形状因子(圆度)的数据见表4,由此得出的曲线见图5。 表4 不同灰样的需水量比与圆度值θ 图5 粉煤灰的需水量比与圆度值的关系 表4中4号杨三灰系三电场灰,其θ值似乎偏高,这可能与灰样的均匀性有关。回归分析表明需水量比与圆度呈负线性关系。 尽管影响需水量比的因素还可能包括颗粒群特征的其它参数,但本项研究表明粉煤灰的圆度是影响其需水量比的一个主要因素,也是影响粉煤灰水泥浆体流变性能的一个主要参数。 6 结论 1)本试验所用粉煤灰的水泥浆体流变模型表现为宾汉姆体流变模型。 2)粉煤灰品质对浆体屈服剪切应力τ0与塑性粘度η均有明显影响。本试验的商品粉煤灰大致可以按其需水量比分为2类:需水量比≤100%的第一类灰(包括I级高钙灰、I级低钙灰和II级高钙灰),可降低或不增加浆体的τ0值,但依然会增加浆体的η值(平均增幅约为28%);需水量比>100%的第二类灰(包括II级磨细灰和II级分选灰)则不仅提高了浆体的τ0值,而且显著提高了浆体的η值(平均增幅可达63%)。 3)粉煤灰掺量对浆体流变参数的影响主要取决于粉煤灰品质。第一类灰浆体的τ0值随灰掺量的增加而进一步减小,η值则随灰掺量的增加而增加,但增幅较小。第二类灰浆体的τ0值与η均随灰掺量增加而增大,η值的增幅较大。 4)粉煤灰的圆度值是影响其需水量比的一个主要因素,也是影响粉煤灰水泥浆体流变参数的主要品质因素。
 提问者:梅花香自苦寒来  

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