堿激發(fā)礦渣砂漿堿硅反應(yīng)與碳化反應(yīng)的研究.pdf

1、堿激發(fā)水泥是一種新型的建筑材料，其優(yōu)異的特點(diǎn)被越來越多的人熟知。目前關(guān)于堿激發(fā)膠凝材料耐久性的研究已成為熱點(diǎn)，但其中有兩方面存在較大的爭議:一是堿激發(fā)水泥基試件中是否會發(fā)生堿硅反應(yīng)破壞;二是堿激發(fā)膠凝材料是否較容易碳化。此二者是妨礙堿激發(fā)膠凝材料被推廣的重要影響因素。
　　堿激發(fā)水泥中的膠凝材料一般采用礦渣、粉煤灰和偏高齡土等，若想得到較好的激發(fā)效果，必須摻入大量的堿。水泥基材料中高堿濃度是造成堿硅反應(yīng)破壞的重要評判依據(jù)，因此高堿

2、摻量的堿激發(fā)水泥受到較大的質(zhì)疑。本文從不同堿摻量和水玻璃模數(shù)兩個方面系統(tǒng)地研究堿激發(fā)礦渣砂漿堿硅反應(yīng)，首先使用快速砂漿棒法對試件中由堿硅反應(yīng)造成的膨脹率進(jìn)行測量，隨后通過對砂漿棒萃取液堿度、質(zhì)量增長率、孔隙率與孔徑分布和抗壓強(qiáng)度進(jìn)行研究，并且使用掃描電鏡和能譜進(jìn)行微觀分析，全面探究堿激發(fā)礦渣砂漿棒在堿溶液養(yǎng)護(hù)下膨脹的機(jī)理。最后運(yùn)用同樣的方法研究了粉煤灰和偏高嶺土摻量對水玻璃激發(fā)礦渣砂漿中堿硅反應(yīng)的改善機(jī)制。
　　已有研究表明堿激發(fā)

3、膠凝材料比硅酸鹽水泥基材料更易碳化，但也有學(xué)者指出，堿激發(fā)膠凝材料受二氧化碳濃度影響較大，在實(shí)驗(yàn)室高濃度的二氧化碳養(yǎng)護(hù)條件下，堿激發(fā)膠凝材料中發(fā)生的碳化過程與在自然條件養(yǎng)護(hù)下有很大的差異。本實(shí)驗(yàn)同樣從不同堿摻量和水玻璃模數(shù)兩個角度研究堿激發(fā)礦渣砂漿在低二氧化碳濃度養(yǎng)護(hù)條件下的碳化反應(yīng)特點(diǎn)，為后續(xù)研究自然條件下堿激發(fā)膠凝材料碳化反應(yīng)提供參考依據(jù)。實(shí)驗(yàn)中主要測試了砂漿試件的碳化速率、碳化前后孔隙率與平均孔徑變化值、抗壓強(qiáng)度變化值，并運(yùn)用紅外

4、和熱重分析碳化前后砂漿中物質(zhì)的化學(xué)組成變化和物質(zhì)的量變化。
　　通過上述研究，結(jié)果表明:
　　參照ASTM1260標(biāo)準(zhǔn)，采用湘江細(xì)砂為實(shí)驗(yàn)骨料時，在一定的堿摻量和模數(shù)條件下，水玻璃激發(fā)礦渣水泥具有發(fā)生堿硅反應(yīng)膨脹破壞的潛在可能。堿摻量高的試件組體系堿度相對較大，但砂漿棒膨脹值不一定大。堿摻量對堿激發(fā)礦渣砂漿中堿硅反應(yīng)的影響較為復(fù)雜，還需進(jìn)一步研究。因而高堿摻量不一定能導(dǎo)致堿激發(fā)礦渣水泥砂漿發(fā)生堿硅反應(yīng)破壞。同種堿摻量條件下，

5、隨模數(shù)的增加，水玻璃激發(fā)礦渣砂漿棒膨脹量先增加后減之，即出現(xiàn)最不利水玻璃模數(shù)值。
　　對于水玻璃激發(fā)礦渣砂漿材料，粉煤灰與偏高齡土的摻入能有效的抑制堿硅反應(yīng)的發(fā)生，且偏高嶺土的抑制效果優(yōu)于粉煤灰。水玻璃激發(fā)礦渣-粉煤灰和水玻璃激發(fā)礦渣-偏高嶺土砂漿棒在堿溶液中質(zhì)量增長率變化規(guī)律與砂漿棒膨脹率變化規(guī)德相符合，砂漿棒質(zhì)量增長率在一定程度上能反映砂漿棒中發(fā)生堿硅反應(yīng)的量。水玻璃激發(fā)礦渣中摻入粉煤灰能有效的降低水化后體系堿度，而且降低幅度

6、與粉煤灰摻量有關(guān)，30％摻量降低效果最佳，而偏高嶺土的加入能顯著降低水玻璃激發(fā)礦渣砂漿棒體系堿度，且摻量越大，體系堿度越小。
　　在相同碳化條件下，堿激發(fā)礦渣砂漿試件比硅酸鹽水泥砂漿較易碳化，且堿激發(fā)礦渣砂漿試件隨碳化齡期增加碳化速率逐漸變快，硅酸鹽水泥砂漿則反之。同水玻璃模數(shù)下，水玻璃激發(fā)礦渣砂漿試件碳化速度隨堿摻量增大而減小，氫氧化鈉激發(fā)礦渣試件碳化速率也符合上述規(guī)律。在同堿摻量條件下，水玻璃激發(fā)礦渣砂漿試件碳化速率隨模數(shù)的增