工业废液用作掺Ⅲ级粉煤灰砼外加剂的试验研究<三>

表5 外加剂对Ⅲ级粉煤灰砼强度的影响

  从表5可见，2组加入外加剂后，使砼的坍落度增加，流动性优于1组空白样，更比3组要好。同时，2组试样28d抗压强度也超过了空白组试样，而3组抗压强度未能达到设计强度C₃₀。因此，掺这种工业废液后，既能增加砼和胶砂的流动性，又能对粉煤灰起到活性激发作用，促进砼强度的发展。
2.4 工业废液外加剂机理的初探
  由于Ⅲ级粉煤灰细度大、粗颗粒多，大于45μm、部分带有棱边的粉煤灰粗粒在试验试样中占37%，从而使Ⅲ级粉煤灰砼拌合物的流动性降低；同时，粗颗粒几乎无活性，使粉煤灰整体的活性组份比例降低，而影响砼的强度。另外，多孔的碳粒使砼需水量增加，影响和易性，而且无活性，对强度没有贡献。
  试验中使用的工业废液是化工生产排放的废料，排放量约为4万t/年，其中含8%的碱，40%左右的盐及50%的水份，废液中含有的主要离子及基团为Na⁺、RCOO^-及SO^2-₄等。而RCOO^-+Na⁺是一种羧酸盐，属于阴离子表面活性剂。初步分析认为，RCOO⁺+Na⁺是一种引气减水剂，由于粉煤灰能较强烈地吸附引气剂，其气泡在较粗的粉煤灰颗粒及砂颗粒间起滚动和润滑作用，从而，使拌合物中粉煤灰粗颗粒、砂粒之间的直接接触大大减少，体系的摩擦力降低，拌合物的流动性大大增加。另外，这种废液也能起到减水剂作用，在粉煤灰细颗粒和水泥颗粒表面形成吸附膜，改变了粉煤灰、水泥颗粒的润湿状态，体系分散更均匀，需水量下降。由于废液能增加拌合物流动性，减少用水量，故能使掺Ⅲ级粉煤灰的砼致密度有较大提高，因此能提高28d强度。
  粉煤灰火山灰活性的主要来源是铝硅质玻璃体。在碱性介质中受OH^-离子的作用，表面的游离键成活性键，易与Ca(OH)₂反应生成水化铝酸钙，具有胶凝性。一般情况下粉煤灰玻璃体的聚合度高，低聚合物的含量仅有百分之几，而Ⅲ级粉煤灰中的玻璃体就更是如此，活性不易发挥。因此，在不进行磨细的情况下，只有依靠化学活性激发剂激发，才能促进玻璃体的水化。所用工业废液中含有较多的碱性物质，而且溶液呈碱性，有一价碱金属离子，这种工业废液增加了液相反应中OH^-浓度，促进了Si-O，Al-O键的断裂及四面体网络的解体，而Ca²⁺，SO^2-₄离子等则能促进水化产物的形成。表3、表4、表5的结果表明，掺加这种工业废液与不掺相比，其混凝土强度有较大提高，掺量增加强度值有所增大。所以，这种工业废液对Ⅲ级粉煤灰的活性能起到激发使用，促进其水化，提高同龄期的强度。
3 结论
  试验用工业废液同时具有减水和活性激发的双重作用，用作外加剂既可明显改善掺Ⅲ级粉煤灰的砼和易性和强度，又能降低砼生产成本，充分利用低活性的Ⅲ级粉煤灰。
参考文献
(1)钟白茜等粉煤灰活化措施粉煤灰综合利用，1997(3)：77～80
(2)龙世宗等粉煤灰表面活化处理新技术粉煤灰综合利用，1997(3)：81～83
(3)曹红红等激发剂作用下粉煤灰火山灰反应牲的研究粉煤灰综合利用，1997(2)：28～32
(4冯乃谦流态砼北京：中国铁道出版社，1988，27～32
(5)卢璋混凝土外加剂概论北京：清华大学出版社，1985，74～75
(6)张冠论等混凝土外加剂原理及其应用技术上海：上海科学技术文献出版社，1985，93～104