1、 综合利用超细复合掺合料强度试验影响因素分析王启栋,李 亚,冯 超,刘鑫鑫,王保明(兖煤蓝天清洁能源有限公司,山东 邹城 273500)摘 要:阐述了在超细复合掺合料活性指数试验过程中,受到实验室环境、样品、实验设备、操作人员试验手法等因素影响,最终会造成活性指数结果偏高或降低。因此,针对超细复合矿物掺合料活性指数试验几大影响因素进行分析,并提出解决办法,确保实验数据准确可靠。关键词:超细复合掺合料;活性指数;因素分析;成型试验中图分类号:TD849.5 文献标识码:A 文章编号:1005-8397(2023)06-0078-03Analysis of factors affecting th
2、e strength test of ultrafine composite admixtureWANG Qi-dong,LI Ya,FENG Chao,LIU Xin-xin,WANG Bao-ming(Shandong Energy Group Blue Sky Clean Energy Co.Ltd,Zoucheng,Shandong 273500,China)Abstract:Ultra-fine composite mineral admixture is a new type of micron-level green gel material produced by scient
3、ific compounding and ultra-fine grinding with a variety of high-quality admixtures such as mineral powder and fly ash as raw materials,which has the advantages of high fineness,high activity and high flow,etc.It can be used as high-performance cement mixing materials and high-performance concrete ad
4、mixtures,and is widely used in cement,concrete and related products.In the test of ultrafine composite mineral admixture,activity index is an important technical index,which can be achieved by the test method of sand strength;however,in the process of ultrafine composite admixture activity index tes
5、t,the laboratory environment,samples,experimental equipment,operator test methods and other factors,which will eventually result in high or low activity index results.Therefore,this paper analyzes several factors affecting the activity index test of ultrafine composite mineral admixture to provide s
6、ome reference for the inspection test of ultrafine composite mineral admixture.Keywords:ultra-fine composite admixture;activity index;factor analysis;molding test收稿日期:2022-09-05 DOI:10.16200/ki.11-2627/td.2023.06.019作者简介:王启栋(1998),男,山东泰安人,2017 年毕业于银川能源学院自动化专业,工学学士,兖煤蓝天清洁能源有限公司助理工程师。引用格式:王启栋,李 亚,冯 超,
7、等.超细复合掺合料强度试验影响因素分析 J.煤炭加工与综合利用,2023(6):78-80.超细复合矿物掺合料是采用以矿粉、粉煤灰等多种优质掺合料为原材料,经科学复配和超细粉磨而生产的一种微米级新型绿色环保凝胶材料产品,具有高细度、高活性、高流动度等优势,可作为高性能水泥混合材料和高性能混凝土掺合料,广泛应用于水泥、混凝土及相关制品中。在产品试验检验项目中,活性指数是一项重要的技术指标,可以通过胶砂强度试验方法得以实现。但在超细复合掺合料强度试验操作中,不同试验人员有着不同的操作手法和行为习惯,细节的差异对最终实验数据造成的影响有时是巨大的。在这一过程中统一规范的操作规程就显得极为重要。鉴于此
8、,对超细复合掺合料强度试验中的影响因素进行相关分析。1 原材料试验所用水泥为平邑中联水泥有限公司制造的中联牌 PO42.5 普通硅酸盐水泥。矿粉采用河北某地矿粉,粉煤灰为山东某地粉煤灰。粉煤灰、矿粉和超细复合掺合料的基本性能见表 1。表 1 粉煤灰、矿粉和超细复合掺合料的基本性能材料密度/(gcm-1)比表面积/(m2kg-1)细度/%28 d 活性指数/%粉煤灰2.4276020.9780矿粉2.894511.20103超细复合掺合料2.707881.5311887煤炭加工与综合利用 CAL PROCESSING&COMPREHENSIVE UTILIZATION No.6,20232 影响
9、因素分析及注意事项2.1 实验室环境控制及样品储存环境控制是最基本的工作条件。标准的实验环境要求温度应控制在 202,相对湿度应不小于 50%。每天按时记录超细复合掺合料实验室的温湿度值可以提高对实验室环境的把控。同时样品的储存环境应尽可能防潮防湿。试样筒应气密性良好且不与样品反应。以活性实验中常用的基准水泥试样为例,良好的储存环境(温度较高、相对干燥)可以延缓水化速率。若温湿度均低于相关标准,严重的强度将降低 1 个等级。受潮后的水泥强度结果数据见表 2。矿粉 ISO 标准砂、拌合水(仲裁试验用蒸馏水)材料、水泥试样、矿粉、粉煤灰等的温度应与室温相同。ISO 标准砂是强度试验的标准物质,应选
10、择合格供应商,进行试验的标准砂都要经抽查验证。水泥进行试验前应使用试验筛去除可能含有的大颗粒或杂质。表 2 储存因素对强度的影响3 d 强度/MPa7 d 强度/MPa28 d 强度/MPa受潮水泥组20.835.244.2超细复合掺合料 1 组22.540.958.9超细复合掺合料 2 组23.141.259.22.2 称重及配合比胶砂的质量配合比应根据产品标准进行试验,其中称重如电子天平水泡未校准、电子天平防护罩未关、加水器加水未看凹液面、加水器上水未倒净还有停留在壁上的水珠、加入水、试样、标准砂时不够小心谨慎使溅出或外撒等因素都会使水灰比产生微量的变化,从而产生试验误差。2.3 搅拌在试
11、验开始前,为保证每组试验用水条件相同,可用清水清洗完拧干的棉布擦拭试验器具,如搅拌锅、刮刀、搅拌叶片等。如果是连续试验,尤其是不同种类不同厂家不同型号的样品,要将仪器和器具及时清理干净,同时定期检查搅拌叶片与搅拌锅的间距。二者的间隙宽度为(31)mm,如果间隙小于 2 mm,搅拌叶片会对砂粒造成挤压,最后强度会略高;反之,如果间隙大于 4 mm,导致搅拌不够均匀,最终强度结果产生偏差。除此之外,水泥胶砂搅拌机的搅拌运行速度和搅拌流程也应按照国家标准进行。搅拌锅放在行星式水泥胶砂搅拌机固定架上时应确保试验时不会发生转动后上升至固定位置。同时将试样接触水时记录为成型的时间。设置搅拌机为自动模式,开
12、启搅拌。将标准砂整袋倒入搅拌机的自动下料筒里。若需进行多组实验,需要流水作业时,切勿在搅拌时加入下组实验所需标准砂,以免机器截留出现问题影响水灰比进而影响实验强度。2.4 试样制备(1)振实。试验使用的试模应符合规范要求。胶砂搅拌完成后应避免进行流动度实验后再填入试模进行成型。试模固定应与模套重叠不超出1 mm,确保紧固。若振实过程中试模移动或卡扣弹开应重新试验。每次拨料作业时胶砂手动再次拌和。装料应保证每个槽内装料均匀,装料过程中尽量不要按压。每次布料时应观察样品的干湿情况。湿的倾斜刮平角度应小一些,反之变大。振实时盖一块湿过拧干的棉纱布可有效解决胶砂飞溅问题。振动台的基座应与四周墙壁分隔开
13、。(2)刮平。刮平时锯割动作的多少和直角尺度的大小取决于胶砂的稀稠程度,相对较稠的应慢一些以防拉动。一次性快速锯割会因牵引作用出现较大缝隙。刮完再进行抹平的操作,抹平应不超过 3 次。反复抹平胶砂表面会形成泌水层,硬化后会出现表皮脱落。(3)标记。第 1 天养护标记时可以用贴纸贴在试模侧边,应尽量避免用较大的纸条或其他物品在刮平面大面积进行标记。脱模养护标记时清除干净后间隔标记样品的编号以及养护龄期,使每盘试样中包含不同龄期。(4)养护。养护箱经过刮平处理后的试件连同试模应水平移动到养护箱内,避免倾斜使试件成型固化后产生变型。养护时标记完成后在试模上盖 1 块盖板,防止养护箱内水滴滴到完成的试
14、样表面。盖板不应与试样胶砂接触,且盖板材料不应与试样反应。盖板与试模之间的距离应控制在 23 mm 之间。养护到规定的脱模时间时才能取出脱模。应定时检查养护箱的温度和湿度,养护箱水箱水量不足时应及时补水。养护箱的温度972023 年第 6 期王启栋,等“超细复合掺合料强度试验影响因素分析要求稳定在 201 范围内,同时湿度要大于90%。将养护箱的温度上升 5,得到相关强度数据见表 3。(5)脱模。脱模应非常小心。脱模时水泥胶砂模具底座与模具铁片接触的部分抹上部分黄油,其余与试块接触的部分涂抹机油可以大大减少脱模的难度,若试块难以脱下时应小心使用橡皮锤,避免试块出现裂纹甚至断裂。(6)检查。每天
15、应定时检查养护池的水位,在养护期间水的更换应不超过 50%。同时,定期用水银温度计检查养护池的温度与控制器显示的温度是否一致,出现不一致的情况及时调整。(7)破型。到龄试体应在试验破型前从水中取出。取出后揩去试体表面沉积物,用湿布覆盖至试验为止。试体龄期是从试样加水搅拌开始试验时算起,1 d 龄期应误差应不超过 15 min,3 d龄期误差应不超过 45 min,28 d 龄期误差应不超过 8 h。当破型时间提前时会对试块强度有较大的影响,龄期越短这一影响会越大。同时抗压夹具经过长期的试验使用,如果抗压夹具没有适当保养,球座和伸缩轴未得到足够的润滑,会产生一定的阻力,对球座的调节造成阻碍,此时
16、试验检验结果也会偏高。水泥胶砂试件在进行抗折和抗压强度试验时,将水泥胶砂试件从养护箱取出后,应及时使用湿布进行覆盖处理,防止未及时进行试验导致水分蒸发从而产生干缩裂缝,造成抗折抗压强度降低的问题。详细数据见表 3。表 3 振实过程各因素对强度的影响3 d 强度/MPa7 d 强度/MPa28 d 强度/MPa正常实验组23.140.858.9刮平偏高组24.543.961.2刮平偏低组21.739.257.2养护箱温度上升组24.143.162.3水分蒸发组22.238.455.43 解决办法影响活性指数的因素较多,减少相关因素对试验的影响是最有效的解决办法。化验室操作人员应相对固定且尽量 2 人及以上进行。操作人员应熟练掌握相关的标准和操作要领,明确其中注意事项,并严格执行。另外要建立相关台账,如养护箱温湿度台账、化验室温湿度台账等。每天定时对相关设备或环境进行检查,如养护箱的温度、湿度,养护水池的水量等,并将数据填入台账。在使用相关仪器设备前应再次进行检查,发现异常应立即停止试验并进行处理。样品在规定环境中保存的同时应每隔 1 个周期对样品进行检测。抗压抗折的试样每个龄期应至少有