梅军鹏, 徐智东, 李海南, 梁宇佳

(1.武汉科技大学 城市建设学院, 湖北 武汉 430081; 2.武汉纺织大学 工程造价系, 湖北 武汉 430200)

粉煤灰(FA)是火力发电的副产物,高效利用FA具有良好的环境效益和经济效益.FA的形态效应[1]、活性效应[2]以及微集料效应[3]使得它在水泥基材料中得到了广泛应用.FA不仅能改善混凝土的工作性能[1],还能提升其耐久性[4].但FA在掺量较大的情况下会显著降低水泥基材料的早期强度[5-6],使其无法满足脱模对强度的要求,因此限制了FA在预制构件中的大量使用.实际工程中,仅仅依靠蒸汽养护,粉煤灰-水泥体系的早期强度难以达标.因此,提高蒸汽养护条件下粉煤灰-水泥体系的早期强度意义重大.

纳米粒子具有很高的表面活性,其水化诱导及纳米填充效应有助于水泥基材料致密度和早期强度的提高.Chen等[7]研究发现低掺量的纳米TiO2(NT)可显著促进熟料的早期水化.Ma等[8]指出,NT的掺入可同时促进水泥的水化和FA的二次水化,显著改善水泥基材料的微观结构并提高其强度.因此,在蒸汽养护的基础上通过NT对水泥进行改性,可以补偿掺入FA导致的早期强度损失,使较高掺量FA在预制构件中的应用成为可能.

鉴于此,本文首先研究了蒸汽养护条件下NT改性粉煤灰-水泥砂浆的早期抗压强度,并借助压汞测孔(MIP)、X射线衍射(XRD)、差式扫描量热-热重(DSC-TG)、核磁共振(NMR)、扫描电镜(SEM)等手段进一步阐释了NT对粉煤灰-水泥体系早期力学性能的影响机制,研究结果对FA在预制混凝土中……