水淬锰渣是一种由锰铁合金或硅锰合金在高炉冶炼过程中经水淬急冷排放的大宗工业废渣。近年来,钢铁行业在生产锰系产品时排放的废渣资源化利用程度较低,造成水淬锰渣长期堆积在室外,给企业和当地政府带来负担的同时破坏了自然环境。本文依托2014年广西自然科学基金项目“低收缩保温砂浆的孔结构调控及其热物性研究(2014GXNSFAA118314)”。针对目前水淬锰渣建材资源化利用率较低的问题,开展了聚合物包覆改性锰渣及其应用于复合保温砂浆的研究。本文利用苯丙乳液和有机硅憎水剂制备包覆改性溶液,研究了包覆改性溶液对水淬锰渣质量吸水率的影响。试验中将苯丙乳液和有机硅憎水剂的母液与水混合稀释成不同浓度,采用热雾喷涂的方式用高压喷枪把水雾状改性溶液喷涂于水淬锰渣表面,经暖风干燥并放置在60±5℃环境下烘干至恒重后得到改性水淬锰渣。研究表明,当包覆改性溶液浓度为1:80(改性剂母液:水),苯丙乳液和有机硅憎水剂母液质量比为1:3时,经复混液改性处理的锰渣防水效果最好,此时水淬锰渣质量吸水率为5.34%,与基准样相比下降了4.04%。另外,本文还系统研究了复合保温砂浆中各组分掺量对其力学性能和热工性能的影响。当改性锰渣掺量从0%增加到100%时,保温砂浆的干密度和抗折强度显著增大,但抗压强度有所降低,砂浆吸水率减小,其中最佳外掺量为75%。锰渣微粉与粉煤灰复掺取代50%的水泥,通过调节两者的质量比例,考察不同配比对保温砂浆性能的影响。试验结果表明,锰渣微粉的胶凝活性比粉煤灰高,其中锰渣微粉掺量为40%、粉煤灰为10%时保温砂浆的抗压强度达到最大。水泥发泡剂在保温砂浆内引入大量均匀分布的微小气泡,有效降低了体系的干密度和导热系数,提升了保温隔热性能,同时,强度出现了大幅度的下降,因此控制水泥发泡剂的掺量为0.1%。制备的复合保温砂浆干密度为436kg/m~3,导热系数为0.079W/(m·K),抗压强度为1.1MPa,线性收缩率为0.07%,各项主要性能参数均满足JGJ 253–2011《无机轻集料砂浆保温系统技术规程》中Ⅱ型砂浆的要求。利用SEM微观表征方法观察了经包覆改性处理后水淬锰渣孔结构的变化,结果表明,包覆改性溶液能够在水淬锰渣表面以及孔壁上形成一层牢固的防水膜,从而隔断水分进入水淬锰渣内部的通道,降低了水淬锰渣的质量吸水率。通过SEM手段分析了水泥–锰渣微粉–粉煤灰复合胶凝材料的水化矿物以及微观结构,锰渣微粉和粉煤灰在碱性环境中参与二次水化,生成较多的水化硅酸钙和钙矾石等产物,改善了保温砂浆的微观结构。与本地市售的保温砂浆相比,所制备的保温砂浆成本较低,每立方米节省约20%(每吨节省约22%),具有较强的市场竞争优势。