?；郀t礦渣膠凝性能的活化及應(yīng)用性能研究.pdf

1、本文主要研究了高爐礦渣在不同堿、鹽激發(fā)劑活化條件下的潛在膠凝性能以及礦渣型膠凝材料的制備工藝，并對(duì)制備的礦渣型膠凝材料的水化產(chǎn)物進(jìn)行了定性和微觀結(jié)構(gòu)分析。最后，通過(guò)不同粒度骨料的膠結(jié)試驗(yàn)對(duì)礦渣型膠凝材料的應(yīng)用性能進(jìn)行了考察。
　　借助XRD、化學(xué)元素分析、勃式比表面積測(cè)定等手段測(cè)定了三種礦渣的化學(xué)組成和細(xì)度，采用活化指數(shù)對(duì)三類(lèi)礦渣的活化性能進(jìn)行了表征。研究表明，礦渣成分和細(xì)度是影響其活化指數(shù)的主要因素，礦渣中堿性氧化物比例與礦渣活

2、性呈正相關(guān)性；礦渣粉磨到一定細(xì)度后（5000~6000cm2/g），礦渣的活化指數(shù)得到明顯的提高，萊蕪渣3天活化指數(shù)較未粉磨礦渣提高141％，7天提高146%；隨齡期的延長(zhǎng)，粉磨后礦渣活化指數(shù)的增長(zhǎng)幅度逐步減小。
　　在對(duì)礦渣單一活化條件下，強(qiáng)堿NaOH、CaO、普硅水泥及硫鋁酸鹽水泥用量均在較高比例下（均達(dá)到10%以上）有活化效果；二元活化較單一活化條件的活化效果明顯改善，CaO在礦渣的二元活化作用顯著；在二元活化基礎(chǔ)上，通過(guò)三

3、元活化條件試驗(yàn)確定出采用硫鋁酸鹽水泥、CaO和Na2SiO3作為激發(fā)劑制備具有早強(qiáng)性能的礦渣型膠凝材料。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定出上述三種材料占礦渣比例在20%、15%、2.5%條件下，制備的早強(qiáng)型礦渣膠凝材料對(duì)粉煤灰膠結(jié)短齡期4h強(qiáng)度可達(dá)0.20MPa以上。在制備早強(qiáng)型礦渣膠凝材料時(shí)，硫鋁酸鹽水泥作為硫酸鹽類(lèi)激發(fā)劑和CaO作為堿類(lèi)激發(fā)劑對(duì)礦渣的早期活性激發(fā)有直接作用，結(jié)合成本考慮其用量分別選在20%和15%的比值時(shí)較為合適。Na2SiO3的加入能

4、夠提高堿性程度和提供[SiO32-]離子，起到了雙重功效的作用，其用量不宜過(guò)多；對(duì)礦渣長(zhǎng)齡期潛在膠凝性能的活化采用復(fù)合堿（鹽）類(lèi)激發(fā)劑進(jìn)行試驗(yàn)。采用了響應(yīng)面法進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)與優(yōu)化，考察其交互作用及綜合效果。試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)堿是影響激發(fā)的顯著因素；強(qiáng)堿NaOH激發(fā)效果明顯且其對(duì)弱堿CaO激發(fā)有一定的抑制作用；NaOH與CaO的交互作用高于NaOH與CaSO4的交互作用。
　　通過(guò)水化程度分析、差式熱量分析和掃描電鏡-能譜分析，早強(qiáng)型礦

5、渣膠凝材料水化速度遠(yuǎn)快于以普硅水泥和硫鋁酸鹽水泥為主的早強(qiáng)型材料，其早期水化產(chǎn)物為C-S-H凝膠，此外還有大量的水化產(chǎn)物Ca(OH)2，整體結(jié)構(gòu)較為致密，后期玻璃體結(jié)構(gòu)解離后材料中出現(xiàn)了鈣礬石晶體，增強(qiáng)了后期強(qiáng)度；在長(zhǎng)齡期型礦渣膠凝材料中，強(qiáng)堿的加入提高了礦渣的水化速度。在1d、3d齡期時(shí)能夠發(fā)現(xiàn)水化產(chǎn)物中存在大量的較為規(guī)整的片狀Ca(OH)2，這一水化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)較為致密，相互關(guān)聯(lián)較多。同時(shí)在水化產(chǎn)物中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)較多的凝膠類(lèi)物質(zhì)，7d以后的

6、齡期中，材料進(jìn)一步的水化反應(yīng)多是C-S-H凝膠類(lèi)物質(zhì)開(kāi)始相互關(guān)聯(lián)并形成較大的板狀結(jié)構(gòu)，膠結(jié)體強(qiáng)度和耐久性也得以提升。
　　采用響應(yīng)面法設(shè)計(jì)兩種膠凝材料的應(yīng)用試驗(yàn)，對(duì)影響膠結(jié)體強(qiáng)度的關(guān)鍵因素灰砂比、濃度和骨料級(jí)配進(jìn)行分析。試驗(yàn)表明，兩種膠凝材料對(duì)骨料均有良好的適應(yīng)性。灰砂比對(duì)膠結(jié)體強(qiáng)度影響最大，濃度次之，骨料級(jí)配最小?；疑氨鹊倪x擇與原料成本有關(guān)；濃度選擇與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用相關(guān)；對(duì)早強(qiáng)型礦渣膠凝材料，河砂摻入量在20%～30%時(shí)的效果總體比較