表1 水泥和粉煤灰的组成质量分数/%

Table 1 Chemical composition of cement and fly ashes

编 号w (SiO 2)w (Al 2O 3)w (Fe 2O 3)w (CaO *)w (MgO)w (SO 3)w (K 2O)w (Na 2O)w (LOI)w (Total)JD 23.03 5.90 3.0160.44 1.87 2.20 1.160.200.8298.63NJ 50.8931.34 5.93 3.90 1.27 1.45 1.500.19 2.5298.99AH 56.9633.66 4.02 2.020.820.230.840.230.8499.62SD 51.1421.138.6711.30 1.20 1.13 1.130.27 1.8597.82WJ

37.86

19.40

9.83

22.40

2.10

2.61

0.81

0.67

1.89

97.57

*SD:w (f CaO)=1 77%;WJ:w (f CaO)=3.06%

脱模,用精度为0 01mm 的比长仪测其初长L 0,然后在60%、1mol/L NaOH 溶液中养护,并分别测量不同龄期试体长度L i ,计算其膨胀率,每组配比的膨胀率为6条试体平均膨胀率。

2 实验结果与讨论

2.1 粉煤灰对石英玻璃ASR 膨胀的影响

图1和图2分别为不同掺量的2种低钙粉煤灰和2种高钙粉煤灰石英玻璃砂浆试体在60%、1mol/L NaOH

溶液中随龄期变化的膨胀曲线。

图1 低钙粉煤灰对石英玻璃砂浆ASR 膨胀的影响

Fi g.1 Effect of clas s F fly ashes on the ASR expansion of

mortar with s ilica glass

图1表明,与不掺粉煤灰的空白试样相比,NJ 和AH 的掺入均使试体膨胀减小,且粉煤灰掺入量越大试体膨胀越小,在研究龄期内,粉煤灰掺量达水泥质量的50%才能将试体膨胀抑制在0 1%以下。2种低钙粉煤灰相比,NJ 抑制ASR 膨胀的能力强于AH,在低掺量时,2者的差别要显著些。与低钙粉煤灰类似,2种高钙粉煤灰的掺入也能不同程度地减小石英玻璃的ASR 膨胀,且掺入量越大试体膨胀越

小(图2),但在研究龄期内,高钙粉煤灰掺量达50%

时也未能将试体膨胀抑制在0 1%以下。2种高钙粉煤灰相比,SD 抑制ASR 膨胀的能力强于WJ 。和低钙粉煤灰不同的是2种高钙粉煤灰抑制ASR 能力的差异随粉煤灰掺量增加而愈加显著,可能是由

于2种高钙粉煤灰中均含有一定量的游离CaO(SD 为1 77%,WJ 为3 06%),随粉煤灰掺入量的增加,游离Ca O 水化导致的膨胀效应相应增大。图3所示为分别掺加4种粉煤灰的石英玻璃砂浆试体在1mol/L NaOH 溶液中养护28d 时膨胀值比较。4种粉煤灰抑制ASR 能力大小依次为NJ >AH>SD>W J 。

图2 高钙粉煤灰对石英玻璃砂浆ASR 膨胀的影响

Fi g.2 Effec t of class C fl y as hes on the ASR expansion of

mortar with silica glass

2.2 粉煤灰矿物和化学组成与抑制ASR 关系

用X 射线衍射(XRD)分析了4种粉煤灰的矿物组成,图4和图5分别为低钙粉煤灰和高钙粉煤灰的XRD 分析结果。

图4表明2种低钙粉煤灰的晶体矿物种类相同,主要为莫来石、石英和少量赤铁矿等。但相对比较晶体矿物的衍射峰强度,可以看出2种粉煤灰中晶体矿物相对含量不同。AH 中晶体矿物的含量高而NJ 中结晶矿物的含量低。图5表明2种高钙粉煤灰除含有莫来石、石英和少量赤铁矿外,还含有一

8南 京 工 业 大 学 学 报 第25卷