论文部分内容阅读
碱骨料反应是指在合适的湿度下,骨料中的活性成分与孔溶液中的碱(Na2O+K2O)反应生成具有吸水膨胀性能产物的过程。其中,碱和钙离子均具有重要作用。与传统硅酸盐水泥基材料相比,碱激发矿渣中含有更高浓度的碱。高碱含量引起人们对碱激发矿渣的碱骨料反应研究极大的关注,尽管其水化产物中没有氢氧化钙,导致孔溶液中钙离子含量很低。有关碱激发矿渣的碱骨料反应的研究结论较少,并有矛盾之处。并且,以往研究中多采用人工骨料或者高碱活性的蛋白石,而对中低碱活性的天然骨料在碱激发矿渣中的碱骨料反应研究甚少。此外,研究者对现有的实验方法适用性也有质疑。本文参考快速砂浆棒法(ASTM C1260),采用环境扫描电镜和能谱分析等实验方法,对碱激发矿渣的碱硅酸反应进行了三个方面的研究工作:首先,对湘江望城段的砂子与卵石骨料的碱活性进行检测;其次,研究了含砂子、卵石的碱激发矿渣砂浆棒的碱硅酸反应;最后,采用三种不同的养护机制,将水玻璃矿渣与硅酸盐水泥中的碱硅酸反应进行对比研究。研究结果表明,湘江望城段的砂子具有潜在碱活性而卵石具有高碱活性;并且含该河段骨料的碱激发矿渣中会发生碱硅酸反应,并可能产生破坏性的膨胀。但砂浆棒的碱硅酸反应膨胀受到激发剂种类、属性和碱掺量的影响。粉煤灰的加入能够抑制水玻璃激发矿渣的碱硅酸反应膨胀,但抑制效果与粉煤灰的置换量有关,并存在最佳置换量。与硅酸盐水泥砂浆棒的膨胀值相比,在氢氧化钠溶液中浸泡时,水玻璃激发矿渣砂浆棒膨胀值养护早期高而后期低。在蒸汽养护和去离子水浸泡时,水玻璃矿渣砂浆棒膨胀值高于同条件下的硅酸盐水泥砂浆棒。砂浆棒孔溶液碱度是重要影响因素。此外,快速砂浆棒法并非不适用于碱激发矿渣的碱硅酸反应研究,但全面而准确的判定仍旧需要进一步的研究。本文的研究检测出了湘江望城段砂子、卵石存在碱活性。在此基础上,对含此两种骨料的碱激发矿渣中的碱硅酸反应做了详细研究,并探究粉煤灰对碱硅酸反应的抑制作用效果与机理。这能够为碱激发矿渣的配合比设计提供信息。而将碱激发矿渣的碱硅酸反应与硅酸盐水泥中的碱硅酸反应对比研究,也利于加深对前者中的碱硅酸反应的理解。