粒化高炉镍铁渣是在火法冶炼金属镍过程中排放的工业固体废物,在福建省罗源湾等地大量堆积,造成占地和环境压力。针对当前福建省混凝土矿物掺合料短缺的现状,研究将镍渣作为掺合料应用在混凝土中,推动利废环保,有利于混凝土产业绿色健康发展。本文主要研究镍渣部分取代水泥对复合胶凝材料水化特性、细观孔结构的影响,以及掺入镍渣对混凝土力学性能、耐久性和体积稳定性的影响等方面。主要工作如下:1.研究镍渣对净浆水化过程的影响。利用微量热仪测定168 h内净浆的水化放热曲线,探讨不同取代率下镍渣对复合胶凝材料水化放热规律的影响,并通过测定硬化浆体的化学结合水量,探讨镍渣对胶凝材料体系总体水化过程的影响。发现镍渣等量取代水泥使胶凝材料体系早龄期的水化程度降低,但对后期水化的贡献不可忽略,并针对试验结果进行分析。2.研究镍渣对净浆水化产物和细观结构的影响。通过X射线衍射仪测试浆体粉末试样的水化产物种类,通过同步热分析仪测试硬化浆体的Ca(OH)2含量,并通过压汞仪测定硬化浆体在不同龄期下的孔结构。发现镍渣取代水泥并不改变胶凝材料水化产物的种类;镍渣取代率为1 5%使浆体7 d龄期后的Ca(OH)2含量增长几乎停滞,取代率继续增大使Ca(OH)2含量在28 d龄期后发生明显降低;镍渣取代水泥对7 d龄期以前的硬化浆体孔结构有不利影响,但对长龄期下硬化浆体孔结构具有良好的改善作用。通过对不同试验结果的综合分析,探讨了镍渣在对复合胶凝材料体系的作用及其作用机理。3.研究不同水胶比下镍渣单掺,与硅灰、矿渣复掺时对胶砂强度的影响,通过实验研究提出在不影响强度的前提下,在较低水胶比(0.35)和较高水胶比(0.5)下镍渣作为混凝土掺合料的使用方案:在较低水胶比下,可以单掺镍渣取代水泥,取代率宜控制在25%以内;在较高水胶比下,只有将镍渣和硅灰、矿渣等进行复掺,才能维持胶砂强度基本不变,并给出复掺的合理方案和最优比例。4.研究在较低水胶比(0.35)和较高水胶比(0.5)下,镍渣对混凝土收缩性能和氯离子渗透性能影响,为镍渣作为混凝土掺合料在工程中的推广应用提供依据。发现镍渣取代水泥总体上有增大混凝土各龄期自生收缩的趋势,但对混凝土总收缩影响不大;单掺镍渣和掺复合微粉均能有效降低混凝土的电通量,且龄期越长改善效果越好。通过研究,为镍渣作为混凝土掺合料在工:程中的应用提供理论和实际依据,并区分较低水胶比和较高水胶比两种情况,对镍渣作为混凝土掺合料的应用给出可行的建议。