凝灰巖粉比表面積對水泥漿體性能的影響

林智 王振 洪偉華 黃法禮 楊志強 李化建

1.浙江交投礦業有限公司， 浙江 舟山 316000； 2.中國鐵道科學研究院集團有限公司 鐵道建筑研究所， 北京 100081；3.中國鐵道科學研究院集團有限公司 高速鐵路軌道系統全國重點實驗室， 北京 100081

凝灰巖是一種細?；鹕綆r，因具有高強耐磨性能，被廣泛應用于骨料的制備。凝灰巖粉是機制骨料生產過程中廢棄物，通常被堆存或填埋，資源化利用率低［1］。我國山區鐵路工程建設面臨粉煤灰、礦渣粉、硅灰等礦物摻和料資源短缺的問題［2］，采用凝灰巖粉作礦物摻和料進行鐵路混凝土低碳制備具有重要意義。

作為油井水泥漿中的一種外加劑，緩凝劑主要作用是增加油井水泥漿體系的水化誘導期，延長水泥稠化時間，從而確保油井堵水施工時水泥漿安全順利注入地層[1-4]。目前，廣泛應用的油井水泥緩凝劑主要有天然聚合物緩凝劑和人工合成緩凝劑兩類[5-7]：天然聚合物緩凝劑性能不穩定，耐溫性和抗鹽性較差；而人工合成緩凝劑性能穩定，耐溫耐鹽性能良好，逐漸取代了天然聚合物緩凝劑。國外Brothers等最早研究有機膦酸類聚合物緩凝劑，從20世紀八九十年代以來人工合成聚合物類緩凝劑已經成為國內的緩凝劑研究重點，但人工合成緩凝劑普遍存在成本高、用量大和合成工藝復雜的缺點[8-10]。

凝灰巖粉中粒徑小于2 μm 的碎屑礦物占比超過50%，主要化學成分為SiO2和Al2O3［3］。Liu 等［4］研究發現，采用凝灰巖粉替代15%的水泥，對水泥砂漿180 d抗壓強度基本無影響，且能降低水泥早期水化速率和水化熱。王旭昊等［5］研究發現，凝灰巖粉的火山灰活性指數僅52.5%，不可直接作為礦物摻和料。Peng等［6］研究發現，凝灰巖粉火山灰活性有限，摻凝灰巖粉的混凝土早期抗壓強度、劈拉強度和軸向抗拉強度均高于摻粉煤灰混凝土，但后期抗壓強度低于摻粉煤灰混凝土。Li等［7］將凝灰巖粉磨細至比表面積700 m2/kg后發現，凝灰巖粉的活性明顯高于石灰巖、花崗巖、石英巖等其他巖石粉。

本文通過粉磨方式將凝灰巖粉進一步磨細，研究不同比表面積凝灰巖粉對水泥凈漿流動度、膠砂強度、水化熱的影響，估算凝灰巖粉生產與應用時碳排放量，分析凝灰巖粉作礦物摻和料的可行性。

1 試驗

1.1 原材料

水泥為P·Ⅰ42.5 硅酸鹽水泥，粉煤灰為F 類Ⅰ級粉煤灰，礦渣粉為S95 級礦渣粉，其主要技術指標見表1。未經磨細的凝灰巖粉取自浙江交投礦業有限公司，主要技術指標見表2。粉煤灰、礦渣粉和凝灰巖粉微觀形貌見圖1。其中：粉煤灰的形狀近似球體，表面光滑；礦渣粉和凝灰巖粉顆粒棱角分明，形狀不規則，凝灰巖粉表面還黏附較多片狀顆粒。減水劑為減水率和含固量分別為32%和28%的PCA?Ⅰ型聚羧酸減水劑。砂為標準砂，水為飲用水。

圖1 微觀形貌（放大20000倍）

表1 水泥、粉煤灰、礦渣粉主要技術指標

表2 未經磨細的凝灰巖粉主要技術指標

1.2 試驗材料制備

在（20 ± 2）℃的環境溫度下，將100 g 粉體（純水泥、粉煤灰、礦渣粉或凝灰巖粉）、200 g 水和0.2 g 聚羧酸減水劑混合并攪拌均勻，達到5、10、20、30、60、120 min 后從漿體中取出25 mL 懸濁液，離心處理后稱取9 g 上清液。先加入濃度1.0 mol/L 的鹽酸1.5 g，除去上清液中的無機碳，再采用Multi N/C3100 TOC 分析儀測試上清液中的總有機碳含量。通過差值計算得到不同時間下復合膠凝材料對聚羧酸減水劑分子的吸附量。吸附量與減水劑用量的比值即為減水劑被吸附率。

3）膠砂強度

圖2 水泥、粉煤灰、礦渣粉和凝灰巖粉的粒徑分布

醫?；颊咴谒⒖⊕焯枙r，易將普通門診與門診特殊病混淆，患者結賬后發現險種報銷比例不同時，會辦理退費，因退費流程不熟悉、退費手續繁瑣、退費困難時，會引起投訴。門診特殊病辦理手續較為復雜，很多患者不知辦理門特手續的流程及需帶的材料，以至于材料準備不全，出現患者反復辦理不成功的情況，引起不滿，從而引起投訴。

遼寧省金秋醫院神經內科醫師韓昱：癲癇病人不需要特殊飲食，但應有良好的生活規律和飲食習慣，保證合理的營養。飲食方面需注意如下幾點：

語文教學是傳承我國文化的基礎，是獲取知識的首要途徑。在語文課堂上，可以學習我國的漢字、文學作品和文化知識等。它是歷史文化傳統的傳承者，是民族情感的培養者。語文課堂上充滿著神奇的民族魅力，體會這些語文的美好離不開“讀”。大聲地朗讀、細致地分析閱讀、邊讀邊寫等，都是“讀”的方式，都是在為語文課堂增加活力、魅力與生命力。

沒有摻入摻和料的純水泥組編號為JZ。摻入摻和料的5 個組，分別采用粉煤灰、礦渣粉、凝灰巖粉A、凝灰巖粉B 和凝灰巖粉C 取代30%水泥（按總膠凝材料質量計），制備復合膠凝材料，編號分別為F1、F2、F3、F4和F5。

1.3 試驗方法

1）凈漿流動度

參照GB/ T 8077—2012《混凝土外加劑勻質性試驗方法》，采用純水泥或復合膠凝材料，制備水膠比為0.29、減水劑摻量（按膠凝材料總質量計）為0.6%的凈漿，測試凈漿初始流動度和經時流動度。

然而音譯遇到的第一個問題就是選擇哪種音。比如英文Rome，現在一般譯為“羅馬”，而“羅馬”的發音并非英文Rome的音，而是意大利語Roma的發音。這就是名從主人的原則，即按照名字最初所在語言的發音翻譯。查詞典可以看到英文單詞Jason有杰森、詹森、賈森、伊阿宋等譯法，前面三種翻譯大體取自同一種發音，即英語的發音，而最后一種發音又是怎么來的？原來，伊阿宋是希臘神話中盜取金羊毛的英雄，希臘語發音[i.ǎ?.s??n]正與“伊阿宋”的發音接近。

2）減水劑被吸附率

由圖4可知：粉煤灰、礦渣粉對聚羧酸減水劑的吸附率明顯小于水泥，凝灰巖石粉A、B、C 對聚羧酸減水劑的吸附率明顯大于水泥。因此，當粉煤灰和礦渣粉取代水泥時，凈漿中會有更多未被吸附的減水劑分子，能夠充分發揮靜電斥力效應和空間位阻效應［10］，增加F1、F2組凈漿經時流動度。當凝灰巖石粉取代水泥時，凝灰巖石粉在凈漿中不斷吸附聚羧酸減水劑，降低F3、F4、F5組凈漿經時流動度。

1）不同比表面積凝灰巖粉制備

將凝灰巖粉倒入滾筒球磨機中粉磨（10 ± 1）min，獲得比表面積為381 m2/kg 的凝灰巖粉A。稱取10 kg凝灰巖粉A，加入滾筒球磨機中粉磨（15 ± 1）min，獲得比表面積為495 m2/kg的凝灰巖粉B。稱取3 kg凝灰巖粉B，加入行星式球磨機中粉磨（30 ± 1）min，獲得比表面積為700 m2/kg 的凝灰巖粉C。水泥、粉煤灰、礦渣粉和不同比表面積凝灰巖粉的粒徑分布見圖2。

其中，表示EBM模型測度的最優效率得分，若，表明該決策單元技術有效； 表示徑向部分的規劃參數（由CCR模型計算得出）；為決策單元的線性組合系數；為非徑向部分的投入要素松弛變量；表示含有徑向 和非徑向松弛的核心參數，表示各項投入指標的相對重要程度（滿足 ），二者得分由數據本身的客觀屬性決定；表示決策單元 的第 個非期望產出；分別表示第t種期望產出的松弛改進部分的值和重要程度指標；分別表示第s種非期望產出的松弛改進部分的值和重要程度指標；表示投入矩陣，表示產出矩陣，且

各組凈漿流動度對比見圖3?？芍孩倥cJZ 組相比，F1、F2、F3 組凈漿初始流動度分別提高了13.5%、3.2%和10.2%。粉煤灰、礦渣粉和凝灰巖粉密度分別為2.21、2.86、2.67 g/cm3，均小于水泥的密度。粉煤灰、礦渣粉和凝灰巖粉A 取代水泥，增大了復合膠凝材料的體積，有利于提升凈漿初始流動度。F1組初始流動度最高的另一個原因是，粉煤灰顆粒光滑圓潤，在凈漿中具有滾珠作用，減小了凈漿內摩阻力［8］。②JZ 組流動度隨時間的變化不明顯，這與聚羧酸減水劑的分散作用有關［9］。F1、F2 組的經時流動度增加，而F3、F4、F5 組經時流動度降低。③隨凝灰巖粉的比表面積增大，凈漿初始流動度和經時流動度均降低。與JZ 組相比，F3、F4、F5 組的2 h 流動度分別降低10.5%、28.2%和62.0%。

4）水化熱

將純水泥或復合膠凝材料制成水膠比0.4的水泥漿體，將水泥漿體置入溫度（20 ± 0.02）℃的TAM Air八通道等溫量熱儀中，測量漿體水化過程中放熱速率和總放熱量。

2 試驗結果與討論

2.1 凈漿流動度

參照GB/ T 17671—2021《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）》，將450 g純水泥或復合膠凝材料、225 g水和1350 g 標準砂倒入行星式攪拌機中攪拌，制備膠砂，膠砂成型后標準養護至規定齡期，測試膠砂的抗壓強度和抗折強度。

綜上所述，多普勒超聲檢測對甲狀腺癌頸部淋巴結轉移癌的臨床診斷效果優于DWI和CT，DWI和CT檢測結果無明顯差異。同時，本研究為廣大醫護人員積累了診斷治療甲狀腺癌頸部淋巴結轉移癌疾病的經驗和方法，值得參考。

圖3 各組凈漿流動度對比

下文通過水泥、粉煤灰、礦渣粉和凝灰巖粉對聚羧酸減水劑的吸附率，進一步解釋凈漿經時流動度變化的原因。

2）復合膠凝材料制備

水泥、粉煤灰、礦渣粉和凝灰巖粉對聚羧酸減水劑的吸附率對比見圖4。