本文研究了硅灰對(duì)水泥凈漿性能的影響，并對(duì)28d水泥凈漿進(jìn)行了SEM分析。

1 試驗(yàn)材料及方法

采用的硅灰來(lái)自上海鐵合金廠:粒徑為0.5～1μm的占81.09%，SiO2含量為94.50%；水泥:32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，大連山水泥廠回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)，安定性合格。原材料化學(xué)成分見(jiàn)表1。
表1 原材料的化學(xué)成分 %

水泥凈漿強(qiáng)度試驗(yàn)使用:2cm×2cm×2cm凈漿試體，固定用水量為27%。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 硅灰對(duì)水泥凈漿性能的影響
硅灰對(duì)水泥凈漿抗壓強(qiáng)度和凝結(jié)時(shí)間的影響見(jiàn)表2。從表2可見(jiàn)，摻硅灰的水泥凈漿3d抗壓強(qiáng)度隨硅灰摻量的增加逐漸下降，且低于對(duì)比水泥凈漿；28d、90d抗壓強(qiáng)度都接近甚至超過(guò)對(duì)比水泥凈漿的強(qiáng)度，且隨硅灰摻量的增加逐漸增大。硅灰的摻入使得凝結(jié)時(shí)間稍有增加。
表2 硅灰對(duì)水泥凈漿抗壓強(qiáng)度和凝結(jié)時(shí)間的影響

早期強(qiáng)度隨摻量增加而降低，是由于硅灰替代水泥，使水泥礦物的相對(duì)數(shù)量減少；但是，由于硅灰極其微細(xì)，具有高火山灰活性，能吸收水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2，生成C-S-H凝膠，使Ca(OH)2晶體生長(zhǎng)受到限制，晶粒細(xì)化，而且硅灰水化產(chǎn)物填充在界面，改善孔結(jié)構(gòu)，使28d強(qiáng)度能趕上或超過(guò)對(duì)比水泥凈漿的強(qiáng)度。但是，28d到3個(gè)月強(qiáng)度的增長(zhǎng)幅度，摻有硅灰的不如對(duì)比水泥凈漿大，這主要由于硅灰的活性高，28d時(shí)基本反應(yīng)完全，或被水化凝膠產(chǎn)物包裹，故后期對(duì)強(qiáng)度增長(zhǎng)幾乎沒(méi)有貢獻(xiàn)，而水泥礦物28d后仍然能夠繼續(xù)水化。
硅灰對(duì)水泥凈漿抗硫酸鹽、干縮率、抗碳化能力、抗凍性能的影響分別見(jiàn)表3～表6。
表3 水泥凈漿經(jīng)硫酸鹽侵蝕的抗壓強(qiáng)度 Mpa

注：模擬海水的組成為：2.7%NaCl+0.32%MgCl2+0.22%MgSO4+0.13%K2SO4，其余為水。
表4 水泥凈漿干縮率度驗(yàn)結(jié)果 %

表5 水泥凈漿抗碳化性能

表6 水泥凈漿抗凍性能

從表3～表6可以明顯看到:硅灰的摻入對(duì)水泥抗硫酸鹽侵蝕、抗干縮、抗碳化、抗凍等性能都有一定幅度的提高，提高的幅度一般能夠達(dá)到10%～15%；而且硅灰的摻量越多，對(duì)水泥各種耐久性能的改善就越明顯。
2.2 微觀分析
水泥中摻入5%硅灰，對(duì)比不摻硅灰的水泥凈漿，水化28d，通過(guò)SEM進(jìn)行水化產(chǎn)物形貌的觀察和分析，結(jié)果分別見(jiàn)圖1和圖2。
圖1顯示，對(duì)比水泥凈漿水化28d后，水化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)疏松，還存在沒(méi)有水化的水泥顆粒，而且出現(xiàn)大量生長(zhǎng)較大、規(guī)則排列的Ca(OH)2晶體；而在摻硅灰5%的水泥漿體(見(jiàn)圖2)中，水化產(chǎn)物呈凝膠狀，幾乎找不到結(jié)晶完整粗大鈣礬石和Ca(OH)2晶體；水化產(chǎn)物沒(méi)有固定的規(guī)則外形，尺寸極其細(xì)??；硬化體呈現(xiàn)整體化結(jié)構(gòu)，凝膠狀的水化產(chǎn)物并不獨(dú)立分散分布。

3 結(jié)論
1)在水泥中摻入2.5%、5%和10%的硅灰，其后期強(qiáng)度能趕上并超過(guò)對(duì)比水泥凈漿，摻量越大，增長(zhǎng)越明顯。
2)摻入2.5%、5%的硅灰對(duì)水泥凈漿抗化學(xué)侵蝕性能、抗干縮、抗碳化、抗凍性能等都有一定幅度的提高，而且硅灰摻量越大，對(duì)水泥的性能改善越明顯。
3)與對(duì)比水泥凈漿相比，摻入5%硅灰的水泥水化28d凈漿結(jié)構(gòu)致密，孔隙少，看不到大量明顯的晶體。