碱激发二元/三元复合工业废渣胶凝材料的力学性能与微观机制

作者：宋维龙; 朱志铎^*; 浦少云; 宋世攻; 彭宇一; 顾晓彬; 魏永强

来源：材料导报, 2020, 34(22): 22070-22077.

• 碱激发材料
• 粉煤灰
• 矿渣
• 钢渣
• 抗压强度
• 抗折强度
• 弹性模量
• 微观结构

为探究多元工业废渣在碱激发材料力学性能方面产生的协同效应,以水玻璃和氢氧化钠作为激发剂,以粉煤灰(FA)作为基础粉料,粒化高炉矿渣微粉(GGBS)和钢渣微粉(SS)作为外掺复合粉料制备胶凝材料。通过室内试验研究了GGBS、SS和GGBS+SS分别与FA复合及其掺量对标准养护净浆试样抗压强度、抗折强度和弹性模量的影响,并利用扫描电镜(SEM)和压汞(MIP)试验分析了硬化浆体微观形貌和孔隙分布特征的内在机制。结果表明,SS单独掺入会延缓FA基碱激发材料早期(3 d)抗压强度的发展,但与GGBS复合掺入则可弥补其自身不足,从而增强材料抗压强度;单掺40%GGBS时,试样3 d和28 d抗压强度分别增长了152.5%和81.9%,复掺40%(GGBS+SS)时,试样3 d和28 d抗压强度分别增长了89.2%和72.0%;复掺GGBS+SS对早期(3 d)抗压强度的提升效果虽弱于单掺GGBS的情况,但对后期(28 d)抗压强度的促进作用与单掺GGBS基本相当;此外,GGBS单独掺入会造成试样压折比增大,材料脆性增强,而与SS复合掺入则可改善材料的脆性;相同强度条件下,复掺GGBS+SS试样的弹性模量大于单掺GGBS试样,具有更好的抵抗变形的能力;SS单独掺入会降低基体内胶凝产物的生成数量,但与GGBS复合掺入可使试样达到与单掺GGBS试样同等致密水平的微观结构;SS单独掺入会造成基体内部毛细孔增多,孔隙体积增大,与GGBS复合掺入则可使得毛细孔转化为体积更小的凝胶孔,从而促进材料宏观力学强度的提高。

• 单位
  无锡地铁集团有限公司; 山东汉诺宝嘉节能科技股份有限公司; 东南大学; 中交三航局第三工程有限公司