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硅钙渣的化学组成和水泥相似,主要矿物成分是β-C2S。本文主要对硅钙渣作为混合胶凝材料的活性进行评价,以硅钙渣掺量与水胶比为研究参数,从化学结合水量角度研究硅钙渣作为胶凝材料的水化特性,从XRD、TG-DSC和SEM分析硅钙渣水泥混合胶凝材料的水化产物,并定量分析了水化产物数量。得到以下结论:(1)硅钙渣的各氧化物含量与其他活性矿物差异性较小,各文献及本文硅钙渣质量分数均大于1.2;分别等量代替水泥测其抗压强度,各掺量混合胶凝材料的强度指标均大于1;测试纯硅钙渣水化28d的XRD图谱和SEM发现水化产物中有菱形结构的CaCO3,因此评定硅钙渣具有一定胶凝活性。(2)各硅钙渣水泥混合胶凝材料的3d水化反应程度均在59.09%以上。水胶比对掺硅钙渣的混合胶凝材料水化反应程度影响较大。水化56d时,W3CS1的水化反应程度超过了W3CS0的水化反应程度。硅钙渣的掺入有效缓解了水化反应速率的降低幅度,W1CS0与W1CS1在水化初期的水化反应速率均在1.4/d以上。水化反应速率随着龄期的增加而减小,水化7d时,水化反应速率已降到0.1/d。(3)从XRD分析可知,随着水泥掺量的减少,C3S和C2S衍射峰强度均有不同程度的变化。硅钙渣的掺入并未影响混合胶凝材料水化产物种类的变化;主要水化产物主要是为Ca(OH)2和CaCO3,且衍射峰强度均随着硅钙渣掺量的增加而降低。CS0-CS4的Ca(OH)2和CaCO3衍射峰强度均随着水胶比的增加而增大,而CS5-CS6的Ca(OH)2和CaCO3衍射峰强度变化趋势不明显。(4)从各硅钙渣水泥混合胶凝材料TG-DSC曲线结果可知,在450℃500℃和650℃700℃范围内均存在质量损失和吸热峰,分别代表Ca(OH)2和CaCO3的分解。硅钙渣掺入后,对CS1-CS3的DSC影响程度较低,TG曲线有不同程度的降低。各掺量混合胶凝材料的Ca(OH)2含量随龄期先增大后减小,硅钙渣的掺入减小了Ca(OH)2的生成量,除掺量为30%混合胶凝材料外,其他混合胶凝材料Ca(OH)2均趋于某个稳定的含量。(5)通过对硅钙渣水泥混合胶凝材料微观形貌研究可知,水化初期,由于硅钙渣的细度较水泥颗粒细小,可起到微集料填充作用,孔隙数量明显减少,而体系中出现了絮状的C-S-H凝胶。随着龄期的增加,各混合胶凝材料中仍能观察到未水化水泥颗粒,CS0已形成块状胶凝体系,而随着硅钙渣掺量的增加,C2S发生水化反应,水化产物形貌中出现发散性絮状胶凝产物,这在CS6中尤为明显。