在我国镍冶炼工业快速发展的同时,其极高的排渣量也带来了大量的工业固废。我国镍铁渣的综合利用率仍处于较低水平。将镍铁渣开发应用于混凝土,是一条行之有效的解决途径。然而,不同来源、不同生产工艺的镍铁渣,其成分也不相同,尽管已有不少关于镍铁渣在混凝土中应用的研究,但总体来说较为零散,缺乏系统性。本课题在总结区分不同镍铁渣的特点的基础上,全面系统地研究红土型镍铁渣作为矿物掺合料应用时,对混凝土工作性、力学性能和长期耐久性的影响,并特别关注其重金属溶出安全性。具体研究结果如下:(1)镍铁渣含有较多玻璃体,需水量较低。在一定掺量内,混凝土工作性得到改善;但当掺量过高后,混凝土黏聚性下降、泌水率提高,工作性下降。由于镍铁渣活性较低,其掺入将延长混凝土的凝结时间。(2)在同水胶比条件下进行镍铁渣混凝土力学性能和干缩行为的研究。混凝土抗压强度将随镍铁渣掺量的提高出现先提升后下降的现象。当镍铁渣掺量在20%以上时,混凝土早期强度增长较为缓慢,经90d龄期养护基本可以弥补早期形成的强度差。镍铁渣将降低混凝土的劈裂抗拉强度、提高弹性模量。蒸汽养护可以一定程度激发镍铁渣的活性,但并不能弥补其取代水泥造成的性能下降。20%掺量以内的镍铁渣混凝土表现出比纯水泥混凝土较小的干燥收缩。(3)在28d同强度等级条件下进行镍铁渣混凝土耐久性的研究。由于镍铁渣带来的泌水问题,可能在混凝土内部会出现由于泌水通道而形成的微小缺陷,降低了混凝土的抗渗性。镍铁渣的掺入使混凝土碱度降低,碳化速率加快。镍铁渣混凝土抗氯离子渗透性能随镍铁渣掺量提高而出现小幅下降。蒸汽养护削弱了混凝土结合氯离子的能力,但镍铁渣的掺入一定程度上缓解了这一性能的下降。孔结构的改善还减缓了镍铁渣混凝土的硫酸盐侵蚀劣化进程。蒸汽养护后混凝土中CH含量的降低使混凝土具有更好的抗硫酸盐侵蚀性能。(4)镍铁渣在水泥混凝土中应用是安全的。尽管镍铁渣中总铬含量高达1%,但其中可溶性铬占比非常小。在水泥水化过程中,游离Cr(VI)将被水泥水化产物吸收固定,而水泥水化后形成的高碱度环境,也有利于镍铁渣中铬稳定性的提升。在盐环境下进行溶出时,相比纯水泥净浆,水泥镍铁渣浆体的Cr(VI)溶出量在硫酸钠溶液中加剧了,但在硫酸镁溶液中却大幅降低。