论文部分内容阅读
碱矿渣胶结材是以碱金属化合物激发磨细水淬高炉矿渣制成的一种水硬性胶凝材料，相比于普通硅酸盐水泥混凝土，碱矿渣混凝土具有优异的力学性能及抗化学腐蚀性能，开发碱矿渣胶结材对丰富水泥产品种类，促进水泥产业结构调整意义重大。但是，碱矿渣混凝土收缩变形大的问题阻碍了其推广应用，研究降低碱矿渣混凝土收缩的技术措施对促进其应用有重要意义。本文通过外掺氧化镁膨胀剂，主要研究其对碱（水玻璃）矿渣砂浆收缩行为的影响规律。讨论了不同碱当量条件下，氧化镁活性、掺量对碱矿渣砂浆自收缩及干燥收缩的影响。另外，对比研究了SCEA（氧化钙类膨胀剂）和煅烧白云石对碱矿渣砂浆收缩行为的影响，初步确定了用这两种材料减小碱矿渣砂浆收缩的合理掺量范围。采用 X-射线衍射分析、扫描电镜以及水化热等现代分析方法分析了氧化镁膨胀剂、SCEA和煅烧白云石对碱矿渣胶结材水化、硬化及结构形成的影响。 本研究主要内容包括：①掺加氧化镁的碱矿渣砂浆收缩受氧化镁活性、掺量及碱当量影响。碱当量为4％时，碱矿渣砂浆自收缩随氧化镁掺量提高而增大，干燥收缩随氧化镁掺量提高变化不大，氧化镁活性对碱矿渣砂浆自收缩和干燥收缩影响较小；碱当量为5%时，氧化镁掺量越大、活性越低，碱矿渣砂浆干燥收缩和自收缩越大。②碱矿渣砂浆干燥收缩及自收缩随钙质材料掺量提高而减小。外掺2.5%~5.0%的SCEA或D1000（经1000℃煅烧1h的白云石）可以有效减小碱矿渣砂浆收缩；钙质膨胀剂掺量大于5%时，碱矿渣砂浆存在SCEA膨胀过大引起的开裂风险或因D1000造成的初始流动度显著减小。③氧化镁对碱矿渣胶结材水化、水化产物形成的影响与碱组分种类和碱当量有关。碱当量为4%时，氧化镁降低了碱（水玻璃）矿渣胶结材水化减速期水化速率，水化产物中类水滑石相随氧化镁掺量提高而略有增长；碱当量为5%时，氧化镁延长了碱（水玻璃）矿渣胶结材水化诱导期，水化加速峰延迟出现，水化产物种类及生成量不随氧化镁掺量发生变化。碱组分为 NaOH时，掺加氧化镁的碱矿渣胶结材水化产物中类水滑石相明显增多。④氧化镁在碱矿渣胶结材中的水化及水化产物形成受碱组分和矿渣的影响。氧化镁在不同液相组分中相同时间内的水化程度从高到低依次为：水、NaOH溶液、水玻璃溶液；氧化镁-纯水-矿粉系统中矿粉的存在抑制了氧化镁水化且随氧化镁掺量提高与氧化镁相关的水化产物由单一的类水滑石相变为类水滑石相与水镁石共存。⑤掺加SCEA或D1000缩短了碱矿渣胶结材水化诱导期，水化加速峰提前出现，其中D1000影响更显著。碱矿渣胶结材28d水化产物中Ca(OH)2随SCEA掺量提高而增多，掺加D1000的碱矿渣胶结材水化产物C-S-H凝胶聚合度降低、Ca/Si提高，这些因素是掺加SCEA与煅烧白云石的碱矿渣砂浆收缩减小的主要原因。