化学组成表4~5分别给出了采用试验专用球磨机和实际生产用大容量球磨机粉磨后掺合料的化学分析结果,可以看出:①化学分析实测值和计算值之间差异较理想;②对于FS系列或FP系列复合掺合料,可以通过对原材料化学成分的计算,尤其是通过对CaO、MgO(FS)、TiO2(FP)和Al2O3(FP)等含量差异较大的化学成分计算,来验证复合掺合料配合比例的基本范围,这对产业化生产的质量控制和检验有重要意义。
细度粉磨掺合料的细度见表6 ̄7。结果表明:①混合后共磨的复合掺合料粉磨效果显著,明显优于单一材料粉磨和先磨后混的掺合料。因为粉煤灰的滚珠微结构起到了明显的助磨作用,提高了粉磨效率,可节约资源、降低能耗。
②矿渣和磷渣均较难粉磨,单一粉磨效率较低;粉煤灰虽然易磨,但单独粉磨后再与单独粉磨的矿渣或磷渣混合,其细度仍明显低于混合共磨的复合掺合料。
掺合料需水量比试验结果。选取磨细粉煤灰、FS50、FP65进行净浆流动性试验,混凝土净浆流动性试验结果见表9。从表8~9可以发现,无论是FS系列,还是FP系列,混合共磨复合掺合料的需水量最低,并且规律性较明显。这与掺合料细度的试验结果基本相符,分析原因是:①受益于共磨工艺,复合掺合料中的粉煤灰微珠作用使矿渣或磷渣的棱角弱化;②有棱角的矿渣和磷渣对微珠进一步粉磨,混合结构和级配相对较好。
微观结构Ⅲ级粉煤灰、磨细矿渣、磨细磷渣、FS系列和FP系列复合掺合料的SEM照片见图1~9。
从图片可见,Ⅲ级粉煤灰微观为滚珠结构,小球体粒径较粗,其较大颗粒粒径超出10μm,粒径大小不规则,结构相对松散。磨细矿渣为无规则棱柱体颗粒,其微细颗粒尺寸较小,颗粒之间结合比粉煤灰的紧密,结构呈无序状分布,但颗粒边界较为模糊、略有成团。磨细磷渣微结构相对较差,其微细颗粒尺寸较大,形状极不规则,棱角分明,边界清楚,颗粒之间结合较为松散。复合粉磨以后,FS系列和FP系列复合掺合料的微结构都比单一粉磨掺合料有较大改善:①粉磨以后复合掺合料中的粉煤灰球状颗粒粒径大幅度减小,粒径较大的球状体被粉碎成为粒径更小的球状体,粉磨后的粉煤灰微细球状体填充在矿渣或磷渣间隙中。
②对FP系列的三张SEM照片进行比较,随着粉煤灰掺量的增加,其微观结构的紧密度增加,颗粒大小分布更均匀合理,磷渣的颗粒尺寸随之变小。
③对于FS系列的三张SEM照片,随着粉煤灰掺量的增加,和FP系列一样,微观结构的紧密度明显增加,同时,矿渣的不规则棱柱体形态的显著性逐步降低,粉煤灰的球状颗粒随之变小,说明粉煤灰使掺合料的易磨性增加。
④再比较FP和FS两系列可以看出,FS系列的微观结构比FP系列的要好。从颗粒级配和颗粒尺寸效应来看,FS系列更为合理。