【摘 要】
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碱矿渣胶凝材料以磨细水淬粒化高炉矿渣为固态分散相,配以一定量碱激发组分组成,其生产过程节能、利废、环保,并且具有优良的强度及耐久性,开发利用符合经济社会可持续发展政策。但配置的混凝土具有干缩率明显高于普通混凝土的问题,极易导致结构表面龟裂和干缩裂缝的形成。形成一定量钙矾石可以有效补偿普通混凝土的收缩,其形成与混凝土的碱含量有关。碱矿渣混凝土是一种超高碱混凝土,研究钙矾石在超高碱混凝土的形成与稳定规
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碱矿渣胶凝材料以磨细水淬粒化高炉矿渣为固态分散相,配以一定量碱激发组分组成,其生产过程节能、利废、环保,并且具有优良的强度及耐久性,开发利用符合经济社会可持续发展政策。但配置的混凝土具有干缩率明显高于普通混凝土的问题,极易导致结构表面龟裂和干缩裂缝的形成。形成一定量钙矾石可以有效补偿普通混凝土的收缩,其形成与混凝土的碱含量有关。碱矿渣混凝土是一种超高碱混凝土,研究钙矾石在超高碱混凝土的形成与稳定规律,对开发适用于碱矿渣混凝土的补偿收缩技术至关重要。试验研究了钙、铝、硫比例、碱当量等参数对碱矿渣水化产物、微观形貌、抗压强度、膨胀性能的影响。结合XRD、SEM等测试结果,分析了碱矿渣胶凝材料系统中钙矾石的形成条件和机理。揭示的主要规律如下:（1）硫酸盐掺量和碱当量对碱矿渣水泥体系钙矾石的形成有重要影响。水胶比为0.35时,石膏掺量在5.8-14.49%范围内,硫酸钠掺量在2.39-8.37%范围内,掺量的提高使碱矿渣水泥水化产物中钙矾石形成量增加。比较而言,掺加石膏时钙矾石形成速率较快。其他条件一定时,碱当量由0提高至6%,碱矿渣体系形成的钙矾石量减少。（2）随着石膏掺量增加,钙矾石的形貌由短粗的六边形柱状逐渐变长变细,成为细长的针棒状;随着硫酸钠掺量增加,钙矾石由细长的针棒状逐渐变为更短更细的纤维状;随着碱当量的增长,生成的钙矾石逐渐变细变长。（3）钙矾石的形成会提高碱矿渣水泥3 d及7 d抗压强度,对28 d强度影响不明显,未反应的石膏或硫酸钠对抗压强度有不利影响。（4）养护温度提高不利于碱矿渣水泥体系中钙矾石的形成,70℃-100℃快速养护的碱矿渣浆体中未见钙矾石生成。（5）孔隙溶液pH值随石膏或硫酸钠掺量的增加而下降,随着碱当量的增加而上升。掺入硫酸钠时孔隙溶液Ca离子浓度较低,低碱当量时Al浓度较低,均可能是钙矾石形成的控制因素。（6）碱矿渣水泥砂浆生成钙矾石时,限制膨胀率有所提高,干燥收缩率有所降低,在水化反应早期的膨胀作用较为明显。
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