堿激發(fā)礦渣微結(jié)構(gòu)優(yōu)化及性能研究.pdf

1、堿激發(fā)礦渣膠凝材料是一種由磨細(xì)水淬高爐礦渣和堿性激發(fā)劑混合而成的新型膠凝材料。相比于普通硅酸鹽水泥，堿激發(fā)礦渣膠凝材料具有水化熱低、力學(xué)性能發(fā)展快、耐久性良好等優(yōu)異性能，成為替代硅酸鹽水泥的膠凝材料之一。但堿激發(fā)礦渣膠凝材料具有干燥收縮大、碳化速度快等問題，阻礙了其在工程中推廣應(yīng)用。這些性能缺陷與基體微結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)，故本文從微結(jié)構(gòu)優(yōu)化出發(fā)，選用納米材料、火山灰材料及二者復(fù)摻，研究這些材料對(duì)堿激發(fā)礦渣漿體(AASP)的改性作用。
　

2、　本文研究了堿含量及模數(shù)變化對(duì)AASP的工作性能及力學(xué)性能影響用以確定最優(yōu)配合比，最終優(yōu)選出的AASP配比:堿含量4.0％，模數(shù)1.2，水膠比0.4。
　　第一，基于最優(yōu)配合比，本文研究了摻量均為礦粉質(zhì)量的0.5％的金紅石型納米TiO2、銳鈦礦型納米TiO2、納米SiO2對(duì)AASP力學(xué)性能、干燥收縮性能以及微結(jié)構(gòu)的影響。研究結(jié)果表明:金紅石型納米TiO2的摻入可增強(qiáng)AASP的力學(xué)性能尤其是抗折強(qiáng)度。納米SiO2及銳鈦礦型納米TiO

3、2兩組收縮率相近且高于基準(zhǔn)值，而金紅石型納米TiO2的摻入則使AASP干燥收縮率降低21.1％。因此，本文選用金紅石型納米TiO2，探究其對(duì)AASP微結(jié)構(gòu)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，金紅石型納米TiO2的摻入可促進(jìn)水化反應(yīng)、使各齡期AASP基體更致密且不影響水化產(chǎn)物種類。且金紅石型納米TiO2的摻入使28d AASP總孔隙率降低至基準(zhǔn)組的69.5％，介孔含量降低至59.6％。
　　第二，基于最優(yōu)配合比，本文采用了偏高嶺土、粉煤灰、硅灰，摻量

4、均為礦粉質(zhì)量的10％并采用內(nèi)摻和外摻方式，研究其對(duì)AASP力學(xué)性能、干燥收縮性能以及微結(jié)構(gòu)的影響。研究結(jié)果表明:偏高嶺土外摻較硅灰內(nèi)外摻、粉煤灰外摻、偏高嶺土內(nèi)摻而言，能明顯提高AASP力學(xué)性能及降低干燥收縮。故本文選用偏高嶺土外摻探究其對(duì)AASP微結(jié)構(gòu)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，偏高嶺土外摻可增加硅酸鹽及硅鋁酸鹽凝膠含量、AFm及沸石類晶體含量，使各齡期AASP基體更加密實(shí)。且使28d AASP總孔隙率降低至基準(zhǔn)組的46.3％，介孔含量降低至4

5、3.1％。
　　第三，基于納米材料及火山灰材料對(duì)AASP的宏觀性能改性結(jié)果，優(yōu)選出金紅石型納米TiO2與偏高嶺土進(jìn)行復(fù)摻，研究其對(duì)AASP性能及微結(jié)構(gòu)的影響。二者復(fù)摻使AASP56d抗折強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度分別增加78.9％及26.6％，90d收縮值降低39.9％。且復(fù)摻材料摻入可增加硅酸鹽凝膠及硅鋁酸鹽凝膠含量、沸石類產(chǎn)物晶體，使各齡期AASP基體更加密實(shí)，使28d AASP總孔隙率降低至基準(zhǔn)組的38.2％，介孔含量降低至35.5％。