碱激发凝灰岩石粉-粉煤灰-矿渣复合胶凝体系力学性能
为提升凝灰岩石粉的综合利用率,采用凝灰岩石粉取代部分矿渣和粉煤灰制备了碱激发三元固废胶凝材料。首先测试了单一激发剂模数下凝灰岩石粉、粉煤灰和矿渣不同掺量的胶凝材料体系抗压、抗折强度,发现抗压强度随矿渣掺量增多而提高,随凝灰岩石粉和粉煤灰掺量的增多而降低。在凝灰岩石粉掺量一定的情况下,随着粉煤灰掺量的增多、矿渣掺量的减少,28 d与3 d抗折强度差值逐渐减小。当凝灰岩石粉、粉煤灰、矿渣掺量比例为1:1:3时三元固废胶凝体系的抗压强度最高。其次开展了不同激发剂模数和碱当量下该配比力学性能的测试,研究结果表明:激发剂模数较低时,碱性过强,导致聚合反应太快使水化反应不充分,抗压强度较低,随着激发剂模数增大,抗压强度随之增大,但激发剂模数过大会使激发剂中OH~(-)含量降低,聚合反应减弱,导致抗压强度下降;随着碱当量的提高,抗压强度与抗折强度随之提高,达到最优碱当量后,抗压强度基本不变,抗折强度开始降低。采用SEM、EDS、XRD、NMR等微观测试对部分碱激发三元固废胶凝体系抗折强度随龄期降低的原因和机理进行了阐释,发现当碱性过高时,OH~(-)与固废快速反应形成的胶体骨架结构提供早期强度,但随着龄期的增长,过量的OH~(-)进入胶体骨架内部与Ca~(2+)反应形成Ca(OH)_(2),同时高浓度的NaOH溶液与空气中CO_(2)反应生成碳酸根离子,进一步生成CaCO_(3),造成体积膨胀,形成内部应力和微裂缝,导致28d抗折强度的下降。
吉林大学学报(工学版)
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