1、第 卷 第 期 年 月东 南 大 学 学 报(自 然 科 学 版)().:./.煤 系 纳 米 偏 高 岭 土 对 碱 骨 料 反 应 的抑 制 作 用 分 析李 秋 超 范 颖 芳 祁 妍 紫 张 贵 波(大 连 海 事 大 学 土 木 工 程 系 大 连)摘 要:为 了 探 究 煤 系 纳 米 偏 高 岭 土()对 碱 骨 料 反 应 的 抑 制 作 用 采 用 快 速 砂 浆 棒 试 验 方 法 测 量 质 量 分 数 为、时 砂 浆 棒 在 不 同 浸 泡 时 间 下 的 膨 胀 率 利 用 超 声 波 检 测 仪 获得 砂 浆 棒 的 相 对 动 弹 性 模 量 通 过 扫 描 电
2、镜 和 能 谱 分 析 法 从 微 观 层 次 分 析 对 碱 骨 料 反 应 的 作 用 机制.结 果 表 明 可 延 迟 砂 浆 棒 表 面 裂 缝 的 出 现 及 扩 展.随 浸 泡 时 间 的 增 加 对 水 泥 砂 浆 内 部碱 骨 料 反 应 的 抑 制 作 用 逐 渐 减 弱.浸 泡 时 间 为 和 时 质 量 分 数 为 的 砂 浆 棒 膨 胀 率 较 普通 砂 浆 棒 分 别 降 低.和.砂 浆 棒 的 相 对 动 弹 性 模 量 随 浸 泡 龄 期 的 变 化 小 于 普 通 砂浆 棒.细 化 了 水 泥 基 体 内 部 孔 结 构 使 碱 骨 料 反 应 区 更 加 密
3、实 导 致 砂 浆 棒 内 部 钠 与 硅 的 原 子 数 比值 下 降 从 而 有 效 抑 制 了 砂 浆 棒 内 部 碱 骨 料 反 应.关 键 词:煤 系 纳 米 偏 高 岭 土 碱 骨 料 反 应 砂 浆 棒 膨 胀 率 相 对 动 弹 性 模 量中 图 分 类 号:.文 献 标 志 码:文 章 编 号:()():().:收 稿 日 期:.作 者 简 介:李 秋 超()男 博 士 生 范 颖 芳(联 系 人)女 博 士 教 授 博 士 生 导 师.基 金 项 目:国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目().引 用 本 文:李 秋 超 范 颖 芳 祁 妍 紫 等.煤 系 纳 米
4、偏 高 岭 土 对 碱 骨 料 反 应 的 抑 制 作 用 分 析.东 南 大 学 学 报(自 然 科 学 版)():.:./.近 年 来 服 役 于 海 洋 环 境、水 工 环 境 中 的 混 凝土 结 构(如 巴 西 大 坝、法 国 大 坝、英 国 大 坝、加 拿 大 博 赫 尔 洛 依 斯水 电 站 等)相 继 因 混 凝 土 内 部 碱 骨 料 反 应 而 发 生:/.破 坏.碱 骨 料 反 应 是 指 混 凝 土 内 部 活 性 集 料 与可 溶 性 碱 发 生 反 应 生 成 碱 硅 酸()凝 胶.碱 硅酸 凝 胶 吸 水 后 发 生 膨 胀 凝 胶 周 围 的 硬 化 水 泥 基
5、 体对 该 膨 胀 起 约 束 作 用.当 水 泥 基 体 承 受 的 拉 应 力 超过 抗 拉 强 度 时 混 凝 土 开 裂.碱 骨 料 反 应 发 生 于混 凝 土 内 部 难 以 修 复.如 何 减 缓、抑 制 混 凝 土 碱 骨料 反 应 备 受 关 注.国 内 外 学 者 在 研 究 碱 骨 料 反 应 时 发 现 在 水 泥基 材 料 中 掺 入 辅 助 胶 凝 材 料(高 镁 镍 渣 细 集 料、磨细 黏 土 砖 粉、粉 煤 灰、偏 高 岭 土、陶 瓷 抛 光 渣 等)、锂 盐 或 外 加 剂(引 气 剂)可 有 效 减 缓、抑 制 碱 骨 料反 应.在 众 多 掺 和 料 中
6、 偏 高 岭 土 的 生 产 过 程污 染 较 小 且 通 过 控 制 生 产 工 艺 可 满 足 混 凝 土 力 学性 能 和 耐 久 性 需 求 因 而 在 土 木 工 程 领 域 受 到 更 多关 注.文 献 指 出 当 偏 高 岭 土 质 量 分数 为 时 砂 浆 棒 膨 胀 率 较 普 通 砂 浆 棒 降低 当 偏 高 岭 土 质 量 分 数 为 时 砂 浆 棒 膨 胀 率 较 普 通 砂 浆 棒 降 低 当 偏 高 岭 土质 量 分 数 为 时 砂 浆 棒 膨 胀 率 较 普 通 砂浆 棒 降 低 约.根 据 形 成 原 因 高 岭 土 可 分 为 煤系 高 岭 土 和 非 煤 系
7、 高 岭 土.我 国 高 岭 土 资 源 主 要 以煤 系 高 岭 土 为 主 远 景 储 量 超 过 相 当 于世 界 上 软 质 高 岭 土 储 量 总 和 煤 系 高 岭 土 是 生 产 煤系 偏 高 岭 土 的 原 材 料.合 理 利 用 煤 系 高 岭 土 将产 生 一 定 的 经 济 效 益.文 献 指 出 非 煤 系 偏高 岭 土 对 碱 骨 料 反 应 起 抑 制 作 用 但 煤 系 偏 高 岭 土对 碱 骨 料 反 应 的 抑 制 效 果 还 不 清 晰.目 前 用 于 研 究的 煤 系 偏 高 岭 土 多 为 微 米 尺 度 而 纳 米 颗 粒 在 细化 水 泥 基 材 料
8、 内 部 孔 结 构 时 具 有 明 显 优 势.因此 有 必 要 探 明 煤 系 纳 米 偏 高 岭 土()对 碱 骨料 反 应 的 影 响 为 煤 系 纳 米 偏 高 岭 土 在 水 泥 基 材 料中 的 应 用 提 供 试 验 依 据 和 理 论 支 撑.本 文 制 备 了 质 量 分 数 为、的 砂 浆 棒 采 用 快 速 砂 浆 棒 试 验 方法 探 究 砂 浆 棒 膨 胀 率 在 不 同 浸 泡 时 间 的 发展 规 律.利 用 超 声 波 探 测 仪 获 得 砂 浆 棒 在不 同 龄 期 下 的 超 声 声 速 计 算 相 对 动 弹 性 模 量.通过 扫 描 电 镜()和 能
9、谱 分 析 法()从 微 观 层次 分 析 煤 系 纳 米 偏 高 岭 土 对 碱 骨 料(碱 硅 酸)反应 的 作 用 机 制.试 验.试 验 材 料试 验 选 用 小 野 田.普 通 硅 酸 盐 水泥.为 内 蒙 古 超 牌 偏 高 岭 土 有 限 公 司 生 产 平 均 片 层 厚 度 为.的 图 谱 和 形 貌 见 图.由 图 可 知 的 衍 射 峰 呈 弥散 状 为 结 晶 态 较 差 的 过 渡 相.片 层 厚 度 远小 于 属 于 二 维 纳 米 材 料.活 性 指 数为 需 水 质 量 分 数 为 白 度 为.非活 性 骨 料 采 用 厦 门 产 标 准 砂.活 性 骨 料 中
10、 质 量 分 数 为.水 泥、标 准 砂 和石 英 砂 的 化 学 成 分 见 表 活 性 骨 料 级 配 见 表.试验 中 为 分 析 纯 试 验 用 水 为 自 来 水.()图 谱()形 貌(单 位:)图 煤 系 纳 米 偏 高 岭 土 的 图 谱 及 形 貌表 试 验 材 料 化 学 成 分 材 料 种 类()()()()()()()水 泥.煤 系 纳 米 偏 高 岭 土.标 准 砂.石 英 砂.表 活 性 骨 料 级 配 筛 分 粒 度/.过 筛 质 量 分 数/东 南 大 学 学 报(自 然 科 学 版)第 卷:/.试 件 制 备依 据 水 工 混 凝 土 砂 石 骨 料 试 验 规
11、 程(/)制 备 砂 浆 棒.水 胶 质 量 比 为.胶砂 质 量 比 为.试 件 尺 寸 为.试 件 浇 筑 前 在 模 具 两 端 埋 入 金 属 侧 钉 侧 钉 尺 寸 为 试 件 养 护 后 脱模.的 质 量 分 数 选 取 为、.砂 浆 棒 中 活 性 骨 料 与 非 活 性 骨 料 的 质 量 比 为 与 文 献 一 致.由 于 纳 米 颗 粒 具 有 较 高 的 表面 能 在 水 或 水 泥 基 材 料 中 容 易 发 生 团 聚 为 提 高 在 水 泥 砂 浆 中 的 分 散 性 首 先 将 在水 中 超 声 分 散 然 后 加 入 水 泥、砂 进 行 拌制.由 于 水 泥 中
12、 碱 的 质 量 分 数 较 低 为 加 速 碱 骨料 反 应 利 用 质 量 分 数 为 的 溶 液 将 水泥 中 碱 质 量 分 数 调 至.水 泥 砂 浆 配 合 质 量 比见 表.表 水 泥 砂 浆 配 合 质 量 比 试 件 编 号(水 泥)(标 准 砂)(石 英 砂)(溶 液)(水)().测 试 方 法.砂 浆 棒 膨 胀 率 测 试 方 法砂 浆 棒 脱 模 后 置 于 温 度 为 的 清 水 中 养 护 记 录 试 件 初 始 长 度.然 后 将 砂 浆 棒 浸 入 温 度为、浓 度 为/的 溶 液 中.每 日 测量 砂 浆 棒 长 度 测 量 完 成 后 继 续 浸 入 溶
13、液.砂 浆 棒 膨 胀 率 取 个 平 行 试 件 的 平 均 值.浸 泡 时间 后 试 件 的 膨 胀 率 计 算 公 式 为()式 中 为 浸 泡 时 间 后 试 件 的 长 度 为 浸泡 前 试 件 的 初 始 长 度.相 对 动 弹 性 模 量 测 试 方 法采 用 东 华 系 列 多 功 能 混 凝 土 超 声 波 检测 仪 测 量 砂 浆 棒 在 不 同 浸 泡 时 间 下 的 超 声 声 速 取 个 平 行 试 件 的 平 均 值.测 试 方 式 为 短 边 对 测 测试 位 置 为 试 件 中 部 各 龄 期 测 试 位 置 相 同.扫 描 电 镜 及 能 谱 分 析 测 试
14、方 法将 测 试 完 成 后 的 砂 浆 棒 破 碎 取 内 部 块 体 在 无 水 乙 醇 中 浸 泡 以终 止 水 泥 水 化.由 于 水 泥 砂 浆 试 件 导 电 性 较 差 为使 电 子 枪 激 发 的 次 级 电 子 信 号 更 加 明 显 对 水 泥 样品 进 行 喷 金 处 理 喷 金 时 间 持 续.喷 金 完 成后 采 用 美 国 场 发 射 环 境 扫 描 电 子显 微 镜 进 行 微 观 形 貌 观 测 和 能 谱 分 析.试 验 结 果 与 分 析.煤 系 纳 米 偏 高 岭 土 对 碱 骨 料 反 应 的 影 响.破 坏 过 程 及 破 坏 形 态碱 骨 料 反 应
15、 试 验 过 程 中 质 量 分 数 对砂 浆 棒 表 面 裂 缝 扩 展 影 响 显 著.浸 泡 时 间 时 试 件、和 表 面 有 沉 淀 物 质附 着.试 件 表 面 沉 淀 物 质 体 积 较 试 件 大 试 件 表 面 沉 淀 物 质 零 星 分 布.文 献 指 出 沉 淀 物 质 减 少 意 味 着 碱 骨 料 反 应 被 抑 制.试件 和 浸 泡 时 表 面 开 始 出 现 沉淀 物 质.浸 泡 时 试 件 仅 在 表 面 孔 隙 周围 出 现 肉 眼 不 可 见 的 微 裂 纹 试 件 裂 纹 从侧 面 底 部 向 上 扩 展 试 件 和 表 面 出现 肉 眼 不 可 见 的
16、三 叉 裂 纹 试 件 表 面 开 始出 现 沉 淀 物 质.由 图 可 知 试 件 表 面 沉 淀 物 质 渗出 量 和 裂 纹 长 度 随 质 量 分 数 的 增 加 而 减小.浸 泡 时 试 件 表 面 短 裂 纹 呈 雪 花 状 试 件 表 面 龟 裂.究 其 原 因 在 于 两 者 初 始 碱质 量 分 数 不 同 导 致 试 件 内 部 孔 隙 溶 液 中 初 始 碱 浓度 不 同 进 而 使 得 砂 浆 棒 内 部 碱 骨 料 反 应 程 度 不同.试 件 裂 纹 呈 龟 裂 状 但 裂 纹 数 量 较试 件 少 试 件 和 微 裂 纹 主 要出 现 在 试 件 表 面 孔 周
17、围 试 件 表 面 裂 纹 为短 裂 纹 肉 眼 清 晰 可 见 试 件 表 面 多 为 短小 裂 纹.浸 泡 后 试 件 裂 缝 沿 轴 向 出 现贯 穿 裂 纹 试 件 裂 缝 贯 通 侧 面 布 满 裂 纹 试 件 发 生 翘 曲 试 件 由 底 部 产 生 的 竖 向 裂纹 穿 过 中 轴 线 试 件 侧 面 底 部 竖 向 裂 纹 长度 约 为 试 件 高 度 的/试 件 表 面 出 现 网 状裂 纹 试 件 表 面 出 现 网 状 裂 纹 裂 纹 长 度约 为 试 件 高 度 的/试 件 裂 纹 在 其 表 面中 部 扩 展 为 多 叉 裂 纹.综 上 可 知 随 着 质量 分 数
18、 的 增 加 砂 浆 棒 表 面 裂 纹 长 度 逐 渐 减 小 说 第 期 李 秋 超 等:煤 系 纳 米 偏 高 岭 土 对 碱 骨 料 反 应 的 抑 制 作 用 分 析:/.()试 件()()试 件()()试 件()()试 件()()试 件()()试 件()图 不 同 浸 泡 时 间 下 煤 系 纳 米 偏 高 岭 土 砂 浆 棒 破 坏 特 征明 可 有 效 延 缓 碱 骨 料 反 应 过 程 中 试 件 表 面裂 纹 的 扩 展.砂 浆 棒 膨 胀 率不 同 质 量 分 数 下 砂 浆 棒 的 膨 胀 率 见 图.由 图 可 知 当 水 泥 中 碱 质 量 分 数 为.(试 件)时
19、 砂 浆 棒 长 度 在 浸 泡 内 仅 变 化.当 水 泥 中 碱 质 量 分 数 为.(试 件)浸 泡 时 间 为 时 砂 浆 棒 膨 胀 率 为.由 此 可 见 碱 质 量 分 数 对 砂 浆 棒 膨 胀 率 影响 显 著.当 浸 泡 时 间 小 于 时 煤 系 纳 米 偏 高 岭土 对 砂 浆 棒 膨 胀 产 生 明 显 抑 制 作 用 且 质()碱 质 量 分 数 的 影 响()质 量 分 数 的 影 响图 不 同 浸 泡 时 间 下 煤 系 纳 米 偏 高 岭 土 砂 浆 棒 膨 胀 率量 分 数 越 大 抑 制 效 果 越 显 著.浸 泡 时 质 量 分 数 为、的 砂 浆 棒
20、膨胀 率 较 普 通 砂 浆 棒 分 别 降 低.、.、.、.、.随 浸 泡 时 间 的 增 加 对 砂 浆 棒 膨 胀 的 抑 制 作 用 逐 渐 降 低.砂 浆棒 浸 泡 时 质 量 分 数 为、的 砂 浆 棒 膨 胀 率 较 普 通 砂 浆 棒 分 别 降 低.、.、.、.、.究 其原 因 在 于 纳 米 颗 粒 为 早 期 水 泥 水 化 提 供 更 多 成 核位 置 加 速 水 化 产 物 的 形 成 填 充 内 部 空 隙 发 挥 火 山 灰 作 用 消 耗 水 泥 水 化 产 生 的()生 成 更 多 的 凝 胶 填 充 孔 结 构 从 而 减 缓 了 碱 离 子 在 砂 浆 棒
21、 中 的 迁 移.火 山 灰 作 用 主 要 发 生 在 水 化 龄 期之 前 参 与 二 次 水 化 额 外 生 成 对 碱 离子 有 吸 附 作 用 的 凝 胶 降 低 了 孔 隙 溶 液 中碱 离 子 浓 度.因 此 当 浸 泡 时 间 小 于 龄 期时 砂 浆 棒 膨 胀 率 增 长 缓 慢.当 浸 泡 时 间 大于 龄 期 时 水 泥 水 化 速 率 减 慢 砂 浆 棒 内 部 凝 胶 生 成 速 率 也 减 小 同 时 外 部 溶 液 中 碱 离 子向 内 部 迁 移 造 成 碱 离 子 累 积 砂 浆 棒 膨 胀 率 增 长 速率 逐 渐 增 大.质 量 分 数 越 大 砂 浆
22、棒 膨 胀 率增 长 速 率 越 小 这 与 砂 浆 棒 内 部 的 孔 隙 率 有 关 能 细 化 内 部 孔 结 构 有 效 阻 止 外 部 溶 液 中碱 离 子 进 入 砂 浆 棒 内 部.砂 浆 棒 相 对 动 弹 性 模 量参 考 文 献 提 出 的 相 对 动 弹 性 模 量 测 试 方法 计 算 砂 浆 棒 的 相 对 动 弹 性 模 量 为()东 南 大 学 学 报(自 然 科 学 版)第 卷:/.式 中、分 别 表 示 砂 浆 棒 的 初 始 动 弹 性 模 量 和声 速、分 别 表 示 浸 泡 时 间 为 时 砂 浆 棒 的 动弹 性 模 量 和 声 速.砂 浆 棒 相 对
23、 动 弹 性 模 量 随 浸 泡 时 间 的变 化 规 律 见 图.由 图 可 知 随 浸 泡 时 间 的 增 长 不同 质 量 分 数 下 砂 浆 棒 的 相 对 动 弹 性 模 量 先增 大 后 减 小 其 最 大 值 出 现 在 左 右.在 浸 泡 龄 期 内 普 通 砂 浆 棒 内 部 碱 骨 料 反 应 程 度 较 高()试 件()试 件()试 件()试 件 图 不 同 质 量 分 数 砂 浆 棒 的 相 对 动 弹 性 模 量反 应 产 物 填 充 内 部 空 隙 砂 浆 棒 的 相 对 动 弹 性 模 量增 幅 较 大 掺 入 后 发 挥 填 充 作 用 细 化 内 部 孔 结
24、构 阻 碍 外 界 溶 液 中 的 有 害 离 子 进 入试 件 内 部 导 致 砂 浆 棒 内 部 碱 骨 料 反 应 程 度 较低 碱 骨 料 反 应 产 物 较 少 砂 浆 棒 相 对 动 弹 性 模 量增 幅 较 小.参 与 水 泥 二 次 水 化 生 成 更 多 凝胶 细 化 内 部 孔 结 构 在 一 定 程 度 上 提 高 了 砂 浆 棒的 相 对 动 弹 性 模 量.由 图 可 以 看 出 随 着 质 量 分 数 的 增 加 砂 浆 棒 相 对 动 弹 性 模 量 增 长 幅 度逐 渐 降 低 由 此 说 明 的 填 充 作 用 和 火 山 灰活 性 有 效 抑 制 了 碱 性
25、 物 质 进 入 砂 浆 内 部 降 低 了 内部 碱 骨 料 反 应 程 度.同 时 当 浸 泡 时 间 小 于 时 碱 骨 料 反 应 过 程 中 生 成 的 碱 硅 酸 凝 胶 对 砂 浆 棒相 对 动 弹 性 模 量 的 影 响 高 于 发 挥 火 山 灰 活性 生 成 凝 胶 的 影 响.随 着 碱 骨 料 反 应 产 物不 断 增 多 产 物 产 生 的 膨 胀 应 力 持 续 增 大 砂浆 棒 内 部 逐 渐 产 生 裂 缝.随 裂 缝 的 出 现 与 扩 展 砂浆 棒 相 对 动 弹 性 模 量 逐 渐 降 低.基 于 微 观 结 构 的 碱 骨 料 反 应 机 理 分 析.水
26、 泥 石 孔 结 构 参 数采 用 压 汞 仪 测 量 水泥 石 内 部 孔 结 构 参 数 以 探 究 对 水 泥 基 体孔 结 构 的 影 响.参 照 文 献 中 基 于 孔 径 大 小 对 孔 体 等 级 的 划 分 发 现 不 同 的 质 量 分 数对 水 泥 石 内 部 孔 径 大 于 的 孔 体 改 善 不 明 显.水 泥 石 内 部 孔 径 为.及.的 孔 体 的 体 积 分 数 随 质 量 分 数 的 变 化规 律 见 表.由 表 可 知 使 孔 径 为.的 孔 体 体 积 减 少 小 于.的 孔 体 体 积 增加.当 质 量 分 数 为 时 水 泥 石 内 部 小于.的 孔
27、体 体 积 较 未 掺 水 泥 石 孔 体体 积 增 大 约 倍 说 明 细 化 了 水 泥 基 体 内部 孔 结 构.在 水 泥 浆 中 发 挥 了 填 充 作 用 和火 山 灰 活 性 生 成 更 多 的 凝 胶 继 而 填 充 水泥 基 材 料 内 部 孔 隙.碱 骨 料 反 应 不 仅 与 水 泥 中 的 碱质 量 分 数 有 关 还 与 外 界 溶 液 中 迁 移 至 砂 浆 棒 内 部的 碱 离 子 数 量 有 关.细 化 了 水 泥 基 体 孔 结构 导 致 外 部 溶 液 中 的 碱 离 子 在 试 件 内 部 的 迁 移 能表 对 水 泥 石 孔 结 构 参 数 的 影 响
28、质 量 分 数孔 体 体 积 分 数.孔 隙 率.第 期 李 秋 超 等:煤 系 纳 米 偏 高 岭 土 对 碱 骨 料 反 应 的 抑 制 作 用 分 析:/.力 显 著 减 弱.结 合 表 和 图()可 知 水 泥 基 体 孔隙 率 越 低 砂 浆 棒 膨 胀 率 增 长 越 缓 慢.微 观 结 构 及 能 谱 分 析当 浸 泡 时 间 为 时 碱 质 量 分 数 对 普 通 砂 浆棒 内 部 微 观 结 构的 影 响 见 图.由 图 可 知 当 碱 质 量分 数 较 低 时 碱 骨 料 反 应 产 物 直 接 生 成 于 集 料 表 面 碱 硅 酸 产 物 呈 现 为 典 型 的 玫 瑰
29、 花 状 活 性 骨 料 表 面完 整 溶 解 度 低.当 碱 质 量 分 数 由.(试 件)增 至.(试 件)时 砂 浆 棒 内 部 活性 骨 料 被 严 重 侵 蚀 活 性 骨 料 呈 现 镂 空 形 态.碱 骨 料反 应 区 疏 松 多 孔 生 成 大 量 颗 粒 状 碱 硅 酸 钙 凝 胶 产物 整 体 呈 蜂 窝 状 砂 浆 棒 内 部 结 构 被 严 重 破 坏.()试 件()试 件 图 碱 质 量 分 数 对 砂 浆 棒 微 观 结 构 的 影 响不 同 质 量 分 数 砂 浆 棒 的 内 部 微 观 形 貌见 图.由 图()可 知 当 质 量 分 数 为 时 砂 浆 棒 内 部
30、 存 在 明 显 的 碱 骨 料 反 应 边 界 碱 骨料 反 应 区 较 为 疏 松 生 成 大 量 颗 粒 状 产 物.随 着 质 量 分 数 的 增 加 消 耗 水 泥 水 化 产生 的()生 成 更 多 的 凝 胶 填 充 内 部孔 隙 吸 附 碱 离 子 砂 浆 棒 内 部 碱 骨 料 反 应 程 度 降低.由 图()()可 以 看 出 碱 骨 料 反 应 区 逐 渐密 实.当 质 量 分 数 为 时 晶 相 碱 硅 酸产 物 直 接 生 长 在 活 性 骨 料 上 活 性 骨 料 溶 解 程 度 较低 说 明 碱 骨 料 反 应 程 度 较 低.在 试 件、内 部 产 物 表面 分
31、 别 选 取 个 测 试 点 进 行 能 谱 分 析()结果 见 图.由 图 可 知 当 碱 质 量 分 数 增 加 时 碱 骨 料()试 件()试 件()试 件()试 件 图 不 同 质 量 分 数 砂 浆 棒 微 观 形 貌反 应 产 物 中 钠 与 硅 的 原 子 数 比 值 增 大.在 砂 浆 中 掺入 后 碱 骨 料 反 应 产 物 中 钠 与 硅 的 原 子 数比 值 减 小.究 其 原 因 在 于 具 有 火 山 灰 活 性和 填 充 作 用 可 提 高 砂 浆 棒 的 抗 离 子 渗 透 性 阻 碍外 部 有 害 离 子 的 进 入.此 外 与()额 外 生 成 的 凝 胶 结
32、 合 了 更 多 的 碱 离 子 砂浆 棒 内 部 参 与 碱 骨 料 反 应 的 碱 离 子 减 少 从 而降 低 了 碱 骨 料 反 应 的 风 险.东 南 大 学 学 报(自 然 科 学 版)第 卷:/.()试 件()试 件()试 件 图 产 物 能 谱 分 析 结 论)煤 系 纳 米 偏 高 岭 土 可 以 有 效 抑 制 碱 骨 料 反应 延 迟 裂 缝 的 出 现 与 扩 展.随 着 浸 泡 时 间 的 增 加 对 水 泥 砂 浆 内 部 碱 骨 料 反 应 的 抑 制 作 用 逐渐 减 弱.浸 泡 时 间 为 和 时 质 量 分 数为 的 砂 浆 棒 膨 胀 率 较 普 通 砂
33、浆 棒 分 别 降 低.和.)当 浸 泡 时 间 小 于 时 砂 浆 棒 的 相 对 动弹 性 模 量 随 浸 泡 时 间 增 加 而 增 大 当 浸 泡 时 间 大 于 时 砂 浆 棒 的 相 对 动 弹 性 模 量 随 着 浸 泡 时 间增 加 逐 渐 减 小.普 通 砂 浆 棒 相 对 动 弹 性 模 量 随 浸 泡时 间 变 化 幅 度 最 大 质 量 分 数 为 的 砂浆 棒 相 对 动 弹 性 模 量 变 化 幅 度 最 小.)煤 系 纳 米 偏 高 岭 土 使 碱 骨 料 反 应 区 更 加 密实 细 化 水 泥 基 体 内 部 孔 结 构 降 低 砂 浆 棒 内 部 钠与 硅
34、的 原 子 数 比 值.水 泥 石 内 部 孔 径 为.的 孔 体 体 积 减 少 孔 径 小 于.的 孔体 体 积 增 多.参 考 文 献()王 爱 勤 张 承 志.水 工 混 凝 土 的 碱 骨 料 反 应 问 题.水 利 学 报():.:./.:.():.:./.:.()蔡 跃 波 唐 修 生 蒋 林 华 等.严 酷 条 件 下 水 工 混 凝 土性 能 调 控 技 术 研 究.中 国 科 学(技 术 科 学)():.:./.()():.:./.().:.:./.:.:./.:.:./.:.:./.():.:./.:.:./.:.:./.第 期 李 秋 超 等:煤 系 纳 米 偏 高 岭
35、 土 对 碱 骨 料 反 应 的 抑 制 作 用 分 析:/.李 闯 范 颖 芳 王 耀 宇 等.钢 筋 煤 系 偏 高 岭 土 水 泥砂 浆 抗 氯 盐 硫 酸 盐 侵 蚀 性 能.建 筑 材 料 学 报():.:./.():.:./.()范 颖 芳 张 均 良 李 秋 超.纳 米 偏 高 岭 土 对 水 泥 砂 浆断 裂 性 能 影 响 的 试 验 研 究.东 南 大 学 学 报(自 然科 学 版)():.:./.()():.:./.().():.:./().李 福 海 张 桂 斌 周 鸿 屹 等.高 活 性 偏 高 岭 土 及 粉 煤灰 对 碱 骨 料 反 应 的 抑 制 作 用.建 筑
36、 材 料 学 报():.:./.():.:./.().:.:./.周 丽 冯 琦 李 远 兵 等.煤 系 高 岭 土 在 耐 火 材 料 中 的应 用.耐 火 材 料():.:./.():.:./.().().:.:./.张 世 义.纳 米 偏 高 岭 土 水 泥 基 材 料 物 理 力 学 性 能 及耐 久 性 研 究.大 连:大 连 海 事 大 学.:.()杨 黔 蒋 正 武 张 兵 兵 等.浅 变 质 岩 骨 料 碱 活 性 特 征及 抑 制 措 施.建 筑 材 料 学 报():.:./.():.:./.().:.:./.高 鹏 余 红 发 文 静 等.快 速 砂 浆 棒 法 检 测 矿 物 掺 合料 与 对 抑 制 作 用 的 适 用 性 评 价.东南 大 学 学 报(自 然 科 学 版)():.:./.()():.:./.()金 祖 权.西 部 地 区 严 酷 环 境 下 混 凝 土 的 耐 久 性 与 寿命 预 测.南 京:东 南 大 学.:.()李 响 阎 培 渝.粉 煤 灰 掺 量 对 水 泥 孔 溶 液 碱 度 与 微 观结 构 的 影 响.建 筑 材 料 学 报():.:./.():.:./.()东 南 大 学 学 报(自 然 科 学 版)第 卷
