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摘要
针对煤矿用封孔水泥的候凝时间长、早期强度低、流动性能差等问题,以粉煤灰取代部分水泥为研究对象,引入纳米氮化硅,通过抗压强度、流动度、凝结时间、XRD、扫描电镜(SEM)、热重(TG-DSC)等力学性能测试和微观结构表征,研究纳米氮化硅对粉煤灰水泥早期强度的影响以及废弃粉煤灰的有效利用。结果表明,单独添加纳米氮化硅能适当提高水泥试样的早期抗压强度,将纳米氮化硅与粉煤灰复配使用能表现出较好的协同作用。添加质量分数2%纳米氮化硅和10%粉煤灰时,水泥试样早强效果最为显著,1 d、3 d、7d抗压强度分别达到空白水泥试样的132.10%、145.30%、124.55%,且其候凝时间缩短,流动性良好。XRD和扫描电镜以及热重分析表明,纳米氮化硅的晶核作用激发了粉煤灰活性,加快了硅酸三钙的水化,生成更多水化硅酸钙凝胶吸附在纳米氮化硅颗粒及粉煤灰周围,使各凝胶相之间相互搭接形成均匀致密的空间网络结构,提高了水泥试样的早期强度和耐久性。
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