镍铁渣是冶炼镍铁合金过程中产生的废渣,其排放量几乎占到原料量的80%～90%,目前我国年排放量在3000万吨以上,已成为继矿渣、钢渣、赤泥之后第四大冶炼工业废渣。镍铁渣采用水淬急冷法处理时,矿物结构以玻璃态为主,具有用作辅助胶凝材料的成分和活性,并具有一定的火山灰活性,将其用作掺合料既是一种有效的消纳方式,还有利于水泥行业的节能减排。镍铁冶炼工艺主要分为电炉熔炼和高炉冶炼,两种工艺的原料体系和冶炼流程区别很大,渣的化学组成与基本性能也具有较大差异,可区分为电炉镍铁渣和高炉镍铁渣。本文主要以高炉镍铁渣粉为研究对象,研究其在水泥混凝土中的水化反应特性和对水泥基复合胶凝材料水化硬化浆体性能的影响,主要研究内容和结论如下:(1)高炉镍铁渣易磨性较好,化学成分上,高炉镍铁渣粉MgO和Si02含量较高,CaO含量较低;矿物组成上,高炉镍铁渣粉中的晶体主要为尖晶石,XRD衍射峰呈明显宽化,玻璃体含量较高。(2)水泥-高炉镍铁渣粉复合胶凝材料早期抗折抗压强度低于水泥,但随着龄期的增长显著提高。低比表面积复合胶凝材料早期强度低,但后期增长幅度大;提高比表面积对于提高高炉镍铁渣粉的早期强度有利,但不利于后期强度的增长。(3)掺入高炉镍铁渣粉将降低胶凝材料水化放热速率,并推迟水化加速期放热峰的出现时间;高炉镍铁渣粉掺量越大,其水化反应程度越低(但总的反应量提高),硬化浆体中化学结合水量和CH含量也越低。复合胶凝材料水化生成低Ca/Si的C-S-H凝胶,且随着水化龄期的增长,Ca/Si呈降低趋势;此外,高炉镍铁渣粉中的Al,在水化过程中会进入C-S-H凝胶中,形成C-A-S-H凝胶。(4)高炉镍铁渣粉与减水剂有较好的适应性,将其作为矿物掺合料用于混凝土中不会对混凝土工作性能造成不利影响;当掺量为30%时,高炉镍铁渣粉混凝土具有较好的力学性能。高炉镍铁渣粉混凝土的氯离子迁移系数、电通量随着龄期的增长和高炉镍铁渣粉掺量的增加而显著减小。(5)在水泥-化学激发剂协同激发大掺量高炉镍铁渣粉复合胶凝体系中,硬石膏激发剂的激发效果较好,且激发效果随着硬石膏掺量的增加而增强,但90d龄期抗压强度出现轻微的倒缩现象。复合胶凝材料水化硬化浆体的化学结合水含量明显低于水泥,长龄期时硬化浆体化学结合水含量呈轻微下降趋势。