粉煤灰中铵离子含量对混凝土减水剂掺量及吸附特性影响

邓晓阳; 裴新意; 刘自妥; 王辉诚

doi:10.3969/j.issn.1000-6532.2022.03.012

粉煤灰中铵离子含量对混凝土减水剂掺量及吸附特性影响

中广核工程有限公司，广东　深圳　518124

基金项目: 国家重点研发计划（十三五科技计划）资助（2016YEF0202203）

详细信息

作者简介: 邓晓阳（1981-），男，高级工程师，从事核电工程混凝土质量管理

通讯作者: 裴新意（1980-），男，高级工程师，从事核电工程混凝土质量管理和核电工程混凝土材料研究

中图分类号: TD989;TU528.1

收稿日期: 2020-08-20

刊出日期: 2022-06-25

Effect of Ammonium Ion Content on Superplasticizer Dosage and Adsorption Property

China Guangdong Nuclear Power Engineering Co Ltd, Shenzhen, Guangdong, China

More Information

Corresponding author: Pei Xinyi, peixinyi168@126.com

Received Date: 20 August 2020

Publish Date: 25 June 2022

摘要

摘要:
研究了粉煤灰中铵离子含量对新拌混凝土流动性、混凝土中减水剂掺量及混凝土性能的影响，并采用TOC实验分析了粉煤灰铵离子含量对减水剂吸附量影响。结果表明：随着粉煤灰中铵离子含量的增加，新拌混凝土流动性逐渐降低；混凝土达到相近流动性时，随着粉煤灰中铵离子含量增加，混凝土中减水剂的掺量逐渐增大，混凝土强度均逐渐降低；TOC实验表明粉煤灰中铵离子含量越高对减水剂的饱和吸附量越大。
- 粉煤灰 /
- 铵离子含量 /
- 减水剂掺量 /
- 吸附
Abstract:
Effects of ammonium ion content in fly ash on the fluidity of fresh concrete, the superplasticizer dosage in concrete and the properties of concrete were studied, and the effect of adsorption on superplasticizer was analyzed by TOC test. Results show that as the content of ammonium ion in fly ash increases, the fluidity of fresh concrete decreases. When maintaining the close fluidity, as the content of ammonium ion in fly ash increases, the superplasticizer dosage in concrete increases, and the strength of concrete decreases. TOC test shows that the higher content of ammonium ion is, the greater adsorption of superplasticizer will be.
- Fly ash /
- Ammonium ion content /
- Superplasticizer dosage /
- Adsorption

HTML全文

图 1 粉煤灰铵离子含量对新拌混凝土坍落度影响

Figure 1.

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 2 粉煤灰铵离子含量对新拌混凝土坍落扩展度影响

Figure 2.

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 3 粉煤灰中铵离子含量与减水剂掺量的关系

Figure 3.

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 4 粉煤灰中铵离子含量对混凝土抗压强度影响

Figure 4.

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 5 粉煤灰中铵离子含量对混凝土抗拉强度影响

Figure 5.

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 6 粉煤灰中铵离子含量对混凝土抗压强度比影响

Figure 6.

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 7 粉煤灰中铵离子含量对混凝土抗拉强度比影响

Figure 7.

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 8 减水剂在粉煤灰表面的等温吸附

Figure 8.

下载: 全尺寸图片幻灯片

表 1 某电厂脱硝粉煤灰性能

Table 1. Denitration fly ash performance of a power plant

编号	粉煤灰样品	铵离子含量/（g·t^-1）	比表面积/(m²·kg^-1)	细度（45 µm方孔筛筛余）/%	需水量比/%	活性指数/%
1^#	原灰	385	440	16.5	100	80
2^#	脱铵处理灰	24	-	-	98.4	89

下载: 导出CSV

表 2 不同铵离子含量的粉煤灰XRF表征/%

Table 2. XRF characterization of fly ash with different ammonium ion content

编号	铵离子含量*	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	TiO₂	SO₃	MgO	Na₂O	K₂O
1^#	385	41.0	39.0	7.70	5.40	1.52	1.38	1.08	0.61	0.57
2^#	24	39.7	38.6	8.58	5.87	1.63	1.36	0.99	0.67	0.58
*单位为：g/t

下载: 导出CSV

表 3 鱼峰P.Ⅱ42.5硅酸盐水泥性能

Table 3. Yufeng P.Ⅱ42.5 Portland cement properties

型号	熟料			水泥
	C3S/%	C3A/%	f-CaO/%	Cl-/%	MgO /%	SO₃/%	烧失量/%	碱含量/%	比表面积/ m²/kg	抗折强度/MPa		抗压强度/MPa
	C3S/%	C3A/%	f-CaO/%	Cl-/%	MgO /%	SO₃/%	烧失量/%	碱含量/%	比表面积/ m²/kg	3 d	28 d	3 d	28 d
P.Ⅱ42.5	51.92	1.90	0.23	0.12	1.64	2.22	0.75	0.38	331	4.2	7.8	19.5	54.7

下载: 导出CSV

表 4 混凝土配合比/（kg·m^-3）

Table 4. Concrete mix ratio

配比	水	水泥	粉煤灰	矿渣	砂	砂	石	减水剂
	水厂	鱼峰水泥厂 PⅡ42.5	钦州电厂	钦州蓝岛公司	防城港砂石厂中砂	防城港砂石 5~16 mm	防城港砂石厂 16~25 mm	苏博特 PCA-1
A	165	250	120	50	760	365	700	5.88
B	150	280	130	40	740	365	715	5.85

下载: 导出CSV

表 5 对抗氯离子渗透系数的影响

Table 5. Effect of resistance to chloride ion permeability coefficient

铵离子含量/（g·t^-1）	减水剂掺量/%	28 d	56 d
100	1.30	-	-
150	1.33	3.3	2.9
200	1.36	3.3	3.0
300	1.37	3.9	3.3

下载: 导出CSV

表 6 减水剂在粉煤灰颗粒表面的Langmiur等温吸附参数

Table 6. Langmiur isotherm adsorption parameters of water reducing agent on the surface of fly ash particles

编号	铵离子含量/（g·t^-1）	R²	Intercept/(g·L^-1)	Slope	k/（L·g^-1）	As/ (mg·g^-1)
1^#	385	0.996	16.63	1236.81	74.36	0.81
2^#	24	0.998	36.10	1693.01	46.90	0.59

下载: 导出CSV

参考文献(7)

[1]	高岩, 栾涛, 彭吉伟, 等. 燃煤电厂真实烟气条件下SCR催化剂脱硝性能[J]. 化工学报, 2013, 64(7):2611-2618. doi: 10.3969/j.issn.0438-1157.2013.07.041 GAO Y, LUAN T, PENG J W, et al. Denitration performance of SCR catalyst in coal-fired power plant under real flue gas conditions[J]. CIESC Journal, 2013, 64(7):2611-2618. doi: 10.3969/j.issn.0438-1157.2013.07.041
[2]	王世磊, 章贤臻, 李运姣, 等. 天然锰矿低温NH₃-SCR烟气脱硝催化活性研究[J]. 矿产综合利用, 2020(1):76-82. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2020.01.016 WANG S L, ZHANG X Z, LI Y J, et al. Performance of low temperature no catalytic oxidation activity of natural manganese ore catalysts[J]. Multipurpose Utilization of Mineral Resources, 2020(1):76-82. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2020.01.016
[3]	王子仪, 王智, 孙化强, 等. 脱硝对粉煤灰作为矿物掺合料性能的影响[J]. 硅酸盐通报, 2016, 35(3):884-890. WANG Z Y, WANG Z, SUN H Q, et al. Effect of denitrification on the performance of fly ash as a mineral admixture[J]. Bulletin of the Chinese Ceramic Society, 2016, 35(3):884-890.
[4]	谈晓青, 杨利春, 欧阳瑞, 等. 脱硝粉煤灰用于水泥和混凝土的应用技术研究[J]. 粉煤灰, 2016(4):7-10. TAN X Q, YANG L C, OUYANG R, et al. Research on the application technology of denitrification fly ash in cement and concrete[J]. Fly Ash, 2016(4):7-10.
[5]	王穆君, 徐玲玲, 刘方, 等. 脱硝粉煤灰对水泥性能影响的研究[J]. 新型建筑材料, 2011(6):12-14. doi: 10.3969/j.issn.1001-702X.2011.06.004 WANG M J. XU L L, LIU F, et al. Research on the influence of denitrification fly ash on cement performance[J]. New Building Materials, 2011(6):12-14. doi: 10.3969/j.issn.1001-702X.2011.06.004
[6]	罗斌. 新拌混凝土的氨味分析及对强度的影响[J]. 湖南交通科技, 2015, 41(3):33-36. doi: 10.3969/j.issn.1008-844X.2015.03.011 LUO B. Analysis of ammonia smell of fresh concrete and its influence on strength[J]. Hunan Transportation Science and Technology, 2015, 41(3):33-36. doi: 10.3969/j.issn.1008-844X.2015.03.011
[7]	王辉诚, 郑旭, 刘晨, 等. 脱硝粉煤灰铵含量测定方法的试验研究[J]. 水泥技术, 2019(1):26-33. WANG H C, ZHENG X, LIU C, et al. Experimental study on the determination method of ammonium content in fly ash for denitration[J]. Cement Technology, 2019(1):26-33.