低热矿渣硅酸盐水泥掺粉煤灰的成分测定

氢氧化钙本身强度低，人们认为硅酸盐水泥的强度难以进一步提高，正是由于它大量存在；但另一方面，它的存在又是水泥结石稳定和混凝土耐久的标志和物质基矗如果水泥以水淬矿渣为混合材，虽然需要Ca(OH)2激发，使矿渣发生水化而起胶凝作用，但矿渣本身的主要成分是硅酸钙玻璃体，它只是借助Ca(OH)2激发活性而不需要大量消耗熟料水化生成的Ca(OH)2,因此掺矿渣为混合材的水泥，很容易维持液相中Ca(OH)2的饱和状态。如果用氧化钙含量低的粉煤灰作水泥的混合材料，不但熟料和粉煤灰组成的二元胶凝材料的氧化钙含量低于熟料和矿渣组成的二元胶凝材料，而且粉煤灰受激水化后还要消耗Ca(OH)2,这样就不难理解，粉煤灰掺到一定数量，胶凝材料的Ca(OH)2就可能达不到饱和。

若在低热矿渣硅酸盐水泥（矿渣掺量50%)中掺70%粉煤灰，则胶凝材料的组成大致是：熟料15%，矿渣15%和粉煤灰70%。粉煤灰价格一直都是大家所关注的，能把粉煤灰综合利用做到良好，那是极好的。据算式可算出,100g胶凝材料如果全部水化，由熟料生成的Ca(OH)2有2.606g。若杲罕任0.52，则；fe当于有2.606g的Ca(OH)2溶入52ml水中，如果Ca(OH)2能全部溶于水，浓度可达50.1154g/l。事实上，Ca(OH)2的溶解度为1.65g/l，达到这个浓度，就呈饱和状态，在通常条件下，不再溶解，多余的Ca(OH)2以固相形态被“储存”起来。以上的计算说明，即使在低热矿渣硅酸盐水泥中掺70%粉煤灰，如果不发生消耗（化合成难溶矿物），Ca(OH)2足以维持饱和，但以上试验所得的结果表明这样的胶凝材料水化2年后，可能维持不了Ca(OH)2在液相的饱和，显然是粉煤灰消耗Ca(OH)2所致。因此，在低热矿渣硅酸盐水泥中，不宜掺70%粉煤灰，否则胶凝材料结石中Ca(OH)2数量不足，耐久性能差。

粉煤灰在不同品种的水泥中的理想允许掺量是多少？上述试验表明，无论是强度还是Ca(OH)2浓度，都随粉煤灰掺量增加而降低，到一定程度，都发生陡降，陡降点就是从量变到质变的转折点。从强度变化的规律看，中热硅酸盐水泥掺粉煤灰大于60%，会发生陡降；低热矿渣硅酸盐水泥掺粉煤灰高于50%，也会发生陡降。从Ca(OH)2浓度变化的基本规律看，中热硅酸盐水泥掺粉煤灰超过50%，低热矿渣硅酸盐水泥掺粉煤灰超过40%，浓度会陡降。按陡降点来界定粉煤灰的非常大允许掺量，应该是合理的，但用强度的陡降来界定比用Ca(OH)2浓度的陡降来界定，刚好高十个百分点，应以哪个为准呢？考虑到这是关系到混凝土耐久性的问题，应采用Ca(OH)2浓度来界定。因此，规定中热硅酸盐水泥掺粉煤灰不超过50%;低热矿渣硅酸盐水泥掺粉煤灰不超过40%，把安全性也考虑在内，留有余地，应是合理的。值得注意的是中热硅酸盐水泥掺粉煤灰试验是长江科学院和南京水利科学研究院、中国建筑材料科学研究院三个单位分别从不同的角度同时进行的（低热硅酸盐水泥掺粉煤灰试验只长江科学院做），而结论则完全相同。

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