云南保山地区火山岩质粉末对水泥基材料性能影响的研究

摘要

随着我国铁路、公路等大规模基础设施建设的逐渐展开，工程沿线适合工程设计要求的原材料供应状况成为建设者们不得不考虑的重要问题之一。我国地处边陲的云南部分地区，铁路建设过程中优质原材料缺乏，特别是能显著改善混凝土工程性能的粉煤灰等常用矿物掺合料供应不足，而其他具有显著地方特色的原材料资源（如火山灰质材料）的相关研究基础又明显不足。本文针对这一重大实际，结合云南地区火山灰（岩）资源丰富及其利用技术现状，对云南保山地区大量的火山岩（凝灰岩、浮石）进行了实地调研，并就磨细加工后的火山岩质粉末的基本性质及其对水泥基材料性能的影响展开了较为系统的试验研究。
　　 论文基于相关文献成果查阅，采用宏观、微观分析测试手段，并通过室内试验，首先测试分析了利用凝灰岩、浮石磨细的火山岩质粉末的化学组成、火山灰活性、颗粒粒径等物理、化学性质；进而调查了火山岩质粉末对水泥体系水化进程的影响规律；然后研究了掺火山岩质粉末浆体、砂浆以及低强度大掺量火山岩质粉末混凝土的流动性、强度的影响规律，分析了火山岩质粉末在砂浆及混凝土体系中的强度效应；最后对比研究了火山岩质粉末材料对水泥砂浆、混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响。研究结果表明：(1)云南保山地区的天然火山岩质粉末化学成分以Si02、Al203两种矿物为主，约占80％以上，其中Si02的含量在60％左右，CaO的含量约7％，MgO、S02含量较低，化学组成较好；(2)当火山岩质粉末80μm方孔筛筛余不大于5％时，其对水泥体系的需水性无明显不利影响，28d龄期火山灰活性可达70％以上，并能降低水泥体系的水化放热；当火山岩质粉末的细度适当增加，可改善体系工作性，并有利于其火山灰活性的发挥；(3)火山岩质粉末砂浆、混凝土早期强度低于基准试样，但在后期由于火山灰效应的充分发挥使得强度提高并且逐渐超过空白试样；(4)掺入采用云南保山地区的凝灰岩、浮石磨细得到的火山岩质粉末有利于改善水泥基材料的抗硫酸盐侵蚀性能。