復合激發劑組分摻量對無熟料礦渣粉煤灰抗壓強度影響

王 力 李長生 王 軍

（1淄博市萌山水庫管理處，山東 淄博 255318；2淄博市淄川區水利服務公司，山東 淄博 255100；3山東理工大學 建筑工程學院，山東 淄博 255049）

復合激發劑組分摻量對無熟料礦渣粉煤灰抗壓強度影響

王 力1李長生2王 軍3

（1淄博市萌山水庫管理處，山東 淄博 255318；2淄博市淄川區水利服務公司，山東 淄博 255100；3山東理工大學 建筑工程學院，山東 淄博 255049）

通過正交試驗，研究復合激發劑三種組分摻量對無熟料礦渣粉煤灰膠凝材料抗壓強度的影響，測試膠凝材料3d、7d和28d的抗壓強度并分別進行極差分析。結果表明，JS激發劑對抗壓強度活性激發最強，JL最弱；無熟料礦渣粉煤灰膠凝材料28d抗壓強度達到44.47MPa；獲得了最佳的復合激發劑摻量配方。

復合激發劑；礦渣；抗壓強度；極差分析

利用礦渣粉煤灰等固體工業廢棄物為主要原料生產無熟料膠凝材料，不僅解決固體廢棄物占地帶來的環境污染，還能緩解自然資源短缺實現可持續發展[1-2]。無熟料礦渣粉煤灰膠凝材料能否滿足工程需要的強度性能，是決定其能否在工程中規模化應用的最主要因素,而無熟料膠凝材料的活性激發是研究開發的關鍵[3]。研究表明兩種及以上成分組成的復合激發劑比單一組分能獲得更好激發效果[4]。本文通過正交試驗，分析由三種不同化學成分組合而成的復合激發劑中組分摻量對無熟料礦渣粉煤灰膠凝材料試件抗壓強度的激發效果，為復合激發劑的研究提供借鑒。

1 試 驗

1.1 試驗原料

礦渣由萊鋼科技有限公司提供，成分見表1，烘干后磨細至勃氏比表面積500m2/kg；粉煤灰由淄博宇宏科技公司提供，成分見表2，烘干后磨細至勃氏比表面積為580m2/kg；石膏由臨邑石膏礦提供，成分見表3；砂子采用萊蕪產河砂，顆粒級配見表4，水采用淄博本地自來水。

表1 礦渣的化學成分

復合激發劑用符號T表示，包括三種成分，分別用JS、JH、JL表示。

表2 粉煤灰的化學成分

表3 石膏的化學成分

表4 砂子級配

1.2 試驗方法

將礦渣、粉煤灰和石膏磨細到一定的細度，加入復合激發劑，按照設定的試驗配和比混磨后進行膠砂試驗。模具尺寸40mm×40mm×160mm，試驗試件在溫度20℃、濕度90%的標準條件下養護，分別測試其3d、7d、28d的抗壓強度,檢測方法依據《水泥膠砂強度檢驗方法（GB/T17671-1999）》。

2 試驗結果及分析

2.1 試驗方法

采用粉煤灰的加入量15%，石膏加入量8%，改變復合激發劑的加入量，礦渣的加入量隨復合激發劑的加入量而變化。

復合激發劑中各個組分的配比范圍：JS：2%～5%；JL：0.4%～1.0%；JH：0.4%～1.0%。

采用JS、JL、NJH 3個因素，把這3個因素分成了4個水平，采用均分法，選用正交試驗法L16(43)設計試驗配比[5]。L16(43)表要做16次試驗。對每組的配方進行膠砂試驗，測定試件3d、7d、28d的抗壓強度。

2.2 試驗結果分析

1）3d抗壓強度分析

表5給出了正交試驗3d抗壓強度極差分析數據。

表5 正交試驗3d抗壓強度極差分析/ MPa

從表5知，激發劑JS的極差R為7.72，相對影響最大，表明激發劑JS是影響無熟料礦渣粉煤灰膠凝材料3d抗壓強度的最主要因素；JL的極差為7.59，影響次之；JH的極差為2.61，相對影響最小。由此得出復合激發劑中各個組分對無熟料膠凝材料的3d抗壓強度影響的主次順序：JS＞JL＞JH 。以抗壓強度作為評價膠凝材料的指標，選取最大抗壓強度相對應各因素的水平作為最佳的配方。

2）7d 抗壓強度分析

表6給出了正交試驗7d抗壓強度極差分析數據。

表6 正交試驗7d抗壓強度極差分析/MPa

從表6知，激發劑JS的極差R為8.39，相對影響最大，表明J是影響無熟料膠凝材料7d抗壓強度的最主要因素；J的極差為7.21，影響次之；JH的極差為1.59，相對影響最小。由此知復合激發劑中各個組分對無熟料膠凝材料7d抗壓強度影響的主次順序為：JS＞J＞JH 。

3）28d抗壓強度分析

表7給出了正交試驗28d抗壓強度極差分析數據。

表7 正交試驗28d抗壓強度極差分析/MPa

由表7知，激發劑JS的極差R為9.61，相對最大，說明激發劑JS是影響無熟料膠凝材料28d強度的最主要因素；JL的極差為8.28，影響次之；JH的極差為1.55，相對最小。表明復合激發劑對膠凝材料28d的抗壓強度影響的主次順序為：JS＞JL＞JH 。

3 結 語

1）復合激發劑中的JS對無熟料礦渣粉煤灰膠凝材料抗壓強度的激發效果最強，且摻量為4%時可獲得較好的激發效果；JL為次要影響因素，且摻量為0.6%獲得較好的激發效果；JH為影響最小因素。

2）復合激發劑三種組分最佳激發效果的配比為JS 4%、JL0.6%、JH0.6%，此時獲得的無熟料膠凝材料抗壓強度最高。

[1]孫小巍，劉陽，馬建巖.鋼渣-礦渣基復合硅酸鹽水泥試驗研究[J].混凝土，2015（7）：100-103

[2]Juenger M C G,Winnefeld F,Provis J L,et al.Advances in alternative cementitious binders[J].Cement and concrete research,2011,41(12):1232-1243

[3]葛江，隆威.酸性礦渣復合激發劑試驗研究[J].混凝土，2016（1）：149-152

[4]錢耀麗，葉蓓紅，談曉青.低能耗石膏復合膠凝材料的制備及性能研究[J].新型建筑材料，2014（1）：42-45

[5]Wang S D.Factors Affecting the Strength of Alkaliactivated Slag[J].Cement and Concrete Research.，1994，24（6）：1033～1043

Effect of composite activator component proportion on compression strength of clinker-free slag-fly ash cementitious

The effect of composite activator proportion consists of three components on compressive strength of clinkerfree slag-fly ash cementitious was investigated through orthogonal test.The samples compressive strength were tested after cured 3d,7d,28d,while the range analysis were studied .Results show that component of JS have the best activation effect, but the component of JL have the lowest.The samples of 28d compressive strength reached 44.47MPa.The optimal mix proportion of composite activator was obtained.

composite activator ; slag; compressive strength; range analysis

TU528.042

B

1003-8965（2017）04-0046-02

本研究論文得到山東省高等學校優秀中青年骨干教師國際合作培養項目經費資助(115029)