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碱矿渣水泥(ASC)作为一种低碳环保的绿色胶凝材料,具有凝结硬化快、早期和后期强度高、耐化学腐蚀等优点,应用前景十分广阔。但碱矿渣水泥也存在收缩开裂、易泛霜、抗碳化性能差等缺陷,工程应用和商业化推广受到了巨大限制。针对碱矿渣水泥抗碳化性能差的缺陷,本课题选取热处理水滑石(CLDH)、超细石灰石粉、硅酸盐水泥熟料、MgO膨胀剂和CaSO4膨胀剂作为改善碱矿渣水泥抗碳化性能的添加剂,以碱矿渣水泥胶砂(ASCM)碳化前后的抗折、抗压强度及不同碳化龄期下的碳化深度作为考察指标,研究添加剂种类及掺量对ASC碳化性能的影响规律并通过XRD、SEM等微观测试手段分析了其作用机理。研究结果如下:Mg-Al-CO3型热处理水滑石(CLDH)在碳化环境中通过吸附CO2实现结构重建,显著提高了普通硅酸盐水泥砂浆(OPCM)的抗碳化性能。当CLDH掺量为2%时,与基准相比,相同碳化龄期的OPCM的碳化深度显著降低,碳化后抗折强度降幅减少,抗压强度增幅提高;相同掺量下,CLDH对碱矿渣水泥砂浆(ASCM)的抗碳化性能改善效果不及对OPCM的改善效果显著。超细石灰石粉的形态效应和微集料效应可提高碱矿渣水泥石的密实度,但微裂缝的尺寸和数量并没有减少,超细石灰石粉取代部分矿渣,使可碳化物质(C-A-S-H凝胶)减少,碳化后降低了ASCM的抗碳化性能。与基准相比,相同碳化龄期的碱矿渣水泥石的密实度略高,但微裂缝表面碳化严重,产生较多的微孔,ASCM的碳化深度显著增大,抗折强度降幅增加,抗压强度增幅减小。硅酸盐水泥熟料中钙含量较高,参与水化反应后,增加可碳化物质的含量,使碱矿渣水泥石的密实度增加,提高了ASC的抗碳化性能。当硅酸盐水泥掺量为2%时,与基准相比,相同碳化龄期的ASCM的碳化深度显著降低,碳化后抗折强度降幅略有减小,抗压强度增幅略有增加。但硅酸盐水泥熟料掺量大于2%时,对碳化前后的ASCM的强度十分不利。MgO膨胀剂参与水化反应,使碱矿渣水泥石密实度提高;且在碳化过程部分方镁石与CO2发生反应生成水滑石和菱镁石,显著提高ASC的抗碳化性能。当MgO膨胀剂掺量为6%时,与基准相比,相同碳化龄期的ASCM的碳化深度显著降低,碳化后抗折强度降幅减小,抗压强度增幅提高。CaSO4膨胀剂参与ASC的水化反应,生成二水石膏晶体并堆积在孔内,使孔隙弯曲程度增加,提高碱矿渣水泥石的密实度,显著提高ASC的抗碳化性能。当CaSO4膨胀剂掺量为2%时,与基准相比,相同碳化龄期的ASCM的碳化深度显著降低,碳化后抗折强度降幅减少,抗压强度增幅增加。但当CaSO4膨胀剂掺量为4%时,与基准相比,虽然可以减小ASCM的碳化深度,但强度显著降低。