新的矿渣替代Meta和粉煤灰试验.docx

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1、1、 本周预实验本周以吴老师之前的方案为基础进行了三组实验，取得了一些试验经验。本周的实验与之前实验相比，主要对材料、配合比、实验步骤进行了一定改进。（1） 对试验材料的改变：采用了新的矿渣（替代Meta）和粉煤灰，其关键性指标如下（当时水泥厂只测了Sio2和AbCh指标）：矿渣（粉）：SiO2：36.74%,AhO3：11.45%粉煤灰：Sio2:55.32%,AhO?:18.09%与早期在水泥厂和我们实验室所使用的材料成分对比如下表：材料名称SiOz(%)AI2O3(%)其他矿渣（水泥厂）39.0218.20粉煤灰（水泥厂）55.0317新矿渣36.7411.45新粉煤灰55.3218.0

2、9（2） 对试验步骤的改进：A、原材料准备上：在配制硅酸钠溶液的过程中，由于在NaOH溶解过程中，溶液较浓，放热较多，水分散失较多，并且在加入硅灰后的较短时间内仍有水分散失，因此，原材料需事先均完全称重，而不能在过程中边称边加入材料。B、考虑到NaOH在之前试验中极易出现变质（遇空气中的水分和CO2,反应生成Na2CO3）,NaOH最后称取，并采取密封措施，如下图：C、由于之前发现硅灰出现一些小块（如下图），溶于NaoH溶液后，未能完全溶解，可能会影响实验结果，本次延长了搅拌时间，并将表面的硅灰小块搅碎，如下图：D、由于标准的水泥胶砂搅拌机（水平搅拌方式，搅拌空间远小于本次使用的砂浆搅拌机）暂

3、未到位，本次仍主要采用砂浆搅拌机，为翻滚式的搅拌，考虑到搅拌量较小，搅拌机空间较大,且吴老师原始方案的用水量很小，在之前试验中出现很多硅酸钠溶液粘在搅拌机表面。因此,除第一组采用吴老师的配合比，并采用手工试拌外，在第二、三组采用增加用水量和机器搅拌的方式。E、原实验步骤中采用矿渣和粉煤灰混合（机器），再加入砂的顺序，本次借鉴了水泥厂的实验经验，他们使用试验筛将矿渣和粉煤灰混合，混合非常均匀。此外，考虑到砂浆搅拌机搅拌的缺陷，加入砂后无法拌匀，我在第二三组尝试将矿渣粉煤灰均匀混合后再加入砂一起混合均匀，而在最后加入硅酸钠溶液。在此次尚未加入缓凝剂的情况下（缓凝剂刚买到，计划在下次试做），我将搅拌

4、时间从5分钟缩短到3.5分钟。我想水泥胶砂搅拌机就位后，再采用原来的方案试做一些，二者做一下对比。（3） 试验过程：第一组：该组采用吴老师原始配合比，如下：Materia1RatioPercentageWeight(g)Tota1=262.2*3*1.16=913.6FA128.8%263.1Meta0.38.6%78.6SF0.09752.8%25.6Sand1.5644.9%410.2NaOH0.133.7%33.8Water0.3911.2%102.3Tota13.4775100%913.6考虑到该组的用水量较小和之前的实验经验，我先采用了少量手拌的方式，步骤完全采用之前吴老师的方案，发

5、现在加入硅酸钠溶液后，搅拌出现了很大困难，我想一个是溶液较少，再者硅酸钠溶液较为粘稠，影响了其工作性，而后加入砂已经拌不动了。第二组：我大量增加了硅酸钠溶液，借鉴了之前在水泥厂曾成功做出了一组吴老师方案改进型的实验，尽量保证除溶液以外其他参与反应的固体成分的相对数量关系，其成分比例如下：硅酸钠溶液质量：347g矿渣质量：88g粉煤灰质量：295g砂：1350g改成该方案的理由是学生猜想：最初硅灰和NaoH的质量比为3:4,是不是考虑硅灰纯度极高（一般大于90%）,将其当作纯SiO2,而在加热条件下（750C）,二者的反应如下：Si2+2NaOH-NazSiO3+2H2O经过计算发现，当SiOz

6、和NaOH的质量比为3:4时，二者刚好完全反应，反应刚好只生成硅酸钠和水。我按照这个假设，可以计算，若假设硅灰质量为m时，NaOH为133m,生成的水的质量为0.3m,根据这个我假设了反应后的硅酸钠溶液的组成，其浓度也可知晓。借鉴中国水泥规范及之前的的实验经验，取砂1350g,水225g,水泥450g。以我们的实验方案，将硅灰、NaOH,粉煤灰、矿渣四者看成“水泥”，先按四者和为450g,吴老师方案中几种材料的比例为：硅灰：NaOH:粉煤灰：矿渣=1:1.33:10.29:3.07按照这个比例可以计算得m（SiO2）=28.68g,其他依次算得为粉煤灰为295g,矿渣88g,而因为硅酸钠溶液已

7、事先配好，若Si（h的质量为m,则硅酸钠溶液的质量为m（NaOH）+m（SiO2）+m（最初加的水）+m（反应生成的水）=1.33m+m+4m+0.3n=6.63,为保证水的量为225g（提高工作性），换算得硅酸钠溶液质量为347g,大于28.68X6.63=19Og的理论值，但为保证水量，先按347g试做。该组采用所有固体成分一起筛、拌均匀后，再加入硅酸钠溶液，采用机器搅拌的方式并缩短了搅拌时间，从5分钟改为3.5分钟。实验发现，浆体的粘聚性和流动性大为改善（相关指标待仪器到位后可进行测试：如凝结时间和流动度）。振实后发现表面泌水较多，故在接下来进行了第三组改进型实验。第三组在第二组的基础上

8、进行改进，其借鉴基础是，若以规范要求的水泥450g,水225g,为硬性指标，而需要减小用水量的话，在不改变矿渣（88g）和粉煤灰（295g）质量的情况下，其他物质的质量总和为（砂除外）=450+225-88-295=292g,与上组相比，水量和硅酸钠的量都大为降低。经过实验发现，振实后其表面水量大为减少。（如下图）经过养护24小时（接近标准养护条件）后现已将其置于水中养护。（4）实验反思：本次对配合比的调整是学生的理论猜测和尝试，请吴老师指正。本周在实验现场发现了丘建宏同学采用了镁水泥缓凝剂后其工作性大大改善，且用水量可能可以酌情减少，我想在下周采用Ba（NO）2和水泥熟料配成的缓凝剂再对吴老师的原始方案进行尝试，观察能否改善其工作性，并测试其强度。几次实验发现，砂浆搅拌机对试验的影响很大，尤其是当用水量较少时，存在粘锅、搅拌不均等缺点。在仪器完全到位后，对低水胶比（水的质量：胶凝材料的质量）的方案还需尝试。