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镍铁渣是工业镍铁冶炼过程中产生的固体废渣,是一种潜在的混凝土的矿物掺合料。本文选取三种电炉镍铁渣粉和两种高炉镍铁渣粉,研究了常温和高温养护条件下两类镍铁渣粉在水泥基复合胶凝材料中的作用机理及差异,并探讨了电炉镍铁渣粉在大体积混凝土结构中应用的可行性。主要研究内容和结论如下:(1)用作矿物掺合料时,两类镍铁渣粉的安定性都是合格的,含有的Cr没有浸出毒性。在非碱性条件下,镍铁渣粉自身的胶凝性非常弱。(2)高炉镍铁渣粉的火山灰活性明显高于电炉镍铁渣粉,在复合胶凝体系中的反应程度相对更高。CaO和Al2O3含量高、MgO和Fe2O3含量低的高炉镍铁渣粉表现出更高的活性,而化学成分不同的电炉镍铁渣粉之间的活性差异并不明显。(3)掺入镍铁渣粉会降低复合胶凝材料早期的水化速率,但由于其成核、稀释作用以及火山灰反应,复合胶凝体系的后期水化程度明显提高。高温养护对镍铁渣粉的早期活性有激发作用,相比之下对高炉镍铁渣粉的激发更明显。(4)无论是在常温还是高温养护条件下,掺入镍铁渣粉都会使浆体中C-S-H凝胶的钙硅比降低、硅酸盐聚合度增加,而且掺电炉镍铁渣粉时这种效果更强。掺入高炉镍铁渣粉会明显增大浆体中C-S-H凝胶的铝硅比,而掺入电炉镍铁渣粉则几乎没有影响。(5)掺入电炉镍铁渣粉会增大浆体孔隙率、降低砂浆和混凝土强度、增大混凝土干燥收缩,但是能够降低混凝土的氯离子渗透性等级。而掺入高炉镍铁渣粉对浆体孔结构没有不利影响,后期砂浆和混凝土强度、混凝土干缩都与纯水泥组接近,对混凝土抗氯离子渗透性能的改善作用更明显。高温养护可能会使掺镍铁渣粉混凝土的后期强度比标准养护时低,但是不会对混凝土的抗氯离子渗透性产生不利影响。(6)复掺电炉镍铁渣粉和磷渣粉(各25%)的混凝土,其7 d绝热温升值与50%掺量的粉煤灰混凝土相近,在温度匹配养护条件下的后期强度略高于大掺量粉煤灰混凝土,两者的早期弹性模量比较接近,后期氯离子渗透性也处于同一等级。因此,初步推断复掺电炉镍铁渣粉和磷渣粉的混凝土适合在大体积混凝土结构中使用。