【摘 要】
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碱矿渣水泥(AAS)以其强度高、耐久性好且节能环保等优点获得国内外研究者的广泛关注,然而AAS结构的收缩开裂会缩短其使用寿命,这制约了AAS的推广应用。拉伸徐变可以松弛部分拉应力,降低结构开裂风险,但目前关于激发剂和镍渣替代率对AAS拉伸徐变影响的研究甚少。因此,本文以石灰和碳酸钠(摩尔比1:1)为复合激发剂制备AAS,研究生石灰掺量(Ca O/(Ca O+Ca(OH)2),质量比)(0、25%、
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碱矿渣水泥(AAS)以其强度高、耐久性好且节能环保等优点获得国内外研究者的广泛关注,然而AAS结构的收缩开裂会缩短其使用寿命,这制约了AAS的推广应用。拉伸徐变可以松弛部分拉应力,降低结构开裂风险,但目前关于激发剂和镍渣替代率对AAS拉伸徐变影响的研究甚少。因此,本文以石灰和碳酸钠(摩尔比1:1)为复合激发剂制备AAS,研究生石灰掺量(Ca O/(Ca O+Ca(OH)2),质量比)(0、25%、50%、75%和100%)、熟石灰与碳酸钠摩尔比(1.5:1、1:1、1:1.5和1:2)和镍渣替代率(镍渣/(矿渣+镍渣),质量比)(0、25%、50%、75%和100%)对AAS的力学性能、水化热、内部相对湿度、自生收缩、基本拉伸徐变和抗裂性能的影响。结合微观测试方法(XRD、TGA-DTG、MIP和NMR)研究水化产物种类和数量、水化硅铝酸钙(C-(A)-S-H)平均链长(MCL)以及孔结构等。主要结论如下:1、当石灰和碳酸钠摩尔比为1:1,镍渣替代率为0,碱当量为4.5%,随着生石灰掺量增加,生石灰水化放热提高AAS的水化程度,内部相对湿度下降,生成水化产物增多,孔结构更密实,力学性能提高;Q~2(1Al)占比增大,MCL变长,同时体系介孔(2~50 nm)占比减小,而孔隙连通性下降,自生收缩和基本拉伸徐变减小,抗裂性能变差。2、当生石灰/熟石灰质量比为0:1,镍渣替代率为0,碱当量为4.5%,随着熟石灰和碳酸钠摩尔比减小,AAS的水化程度提高,生成水化产物增多,力学性能提高,自生收缩和基本拉伸徐变增大;内部相对湿度先增加后减小,介孔占比和MCL先减小后增加,抗裂性能先增大后减小。3、当生/熟石灰与碳酸钠摩尔比为0.5:0.5:1,碱当量为4.5%,随着镍渣替代率增加,AAS的水化程度下降,内部相对湿度提高,自生收缩减小;C-(A)-S-H生成量减少,总孔隙率增加,力学性能下降;Q~2(1Al)占比和Al/Si减小,基本拉伸徐变减小。除镍渣替代率为100%的组,其余各组的抗裂性能随着镍渣替代率增加而下降。为了能最大程度消耗镍渣,同时又使AAS具有良好的抗裂性能和力学性能,取最佳镍渣替代率为50%。研究成果为提高AAS的抗裂性能,促进AAS的推广应用提供试验和理论支持。
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