碱—矿渣—偏高岭土复合胶凝材料初步研究

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碱激发类胶凝材料具有强度高、强度发展快、耐久性优良、节约资源等优点,因此近年宋成为胶凝材料领域的研究热点之一。碱-矿渣-偏高岭土复合胶凝材料(M-AAS)由矿渣微粉,偏高岭土和激发剂制备而成,是由地质聚合水泥和碱矿渣水泥复合而成的碱激发胶凝材料。本文通过强度和收缩试验,以及XRD、DTA和SEM等微观分析研究了M-AAS的强度、收缩和抗侵蚀特性,并对相关的机理进行了探讨,结果表明:M-AAS收缩较大。收缩主要发生在早期,24小时内,收缩值增长迅速,14天之后逐渐趋于稳定,但相对值仍旧较大。M-AAS的收缩值与体系中可参与反应的Ca与Si的比值有关,Ca/Si比值大,收缩小,反之,收缩大。Ca/Si比与收缩值之间的关系有待于进一步研究。M-AAS强度较高,但长期抗折强度倒缩。3天抗折和抗压强度分别可超过8MPa和78MPa,90天抗压强度在100MPa左右,但90天抗折强度比28天抗折强度相比低19.0%。M-AAS的高强特性与其水化产物和界面过渡区有关,M-AAS的水化产物主要为微斜长石和CSH凝胶,没有氢氧化钙,微斜长石与CSH凝胶相互填充和配合共同起到强度的作用,M-AAS砂浆中几乎没有发现界面过渡薄弱区。M-AAS的强度倒缩现象与其收缩值较大有关,收缩会引起M-AAS硬化体内部出现微裂缝,使强度(尤其是抗折强度)下降。M-AAS具有良好的耐硫酸盐和氯盐侵蚀性能,耐镁盐侵蚀性能相对较差,但不耐镁盐与硫酸盐混合溶液的侵蚀。M-AAS耐侵蚀介质性能与其水化产物和硬化体微结构有关。M-AAS水化产物没有氢氧化钙和铝酸盐矿物,硬化体结构致密,不易与硫酸盐和氯盐反应,因此能抵抗硫酸盐与氯盐的侵蚀。M-AAS硬化体致密,镁离子在硬化体中扩散速度较小,但水化产物之一CSH会与镁离子反应,导致硬化体结构破坏,所以M-AAS具有一定的耐镁盐性能,但相对较差。在镁盐与硫酸盐混合溶液中,镁盐与CSH反应产生的氢氧化钙进一步与硫酸盐反应生成石膏,加速了镁盐与CSH反应,而且产生的石膏因为膨胀而破坏结构的致密性,所以M-AAS不耐镁盐与硫酸盐的混合溶液的侵蚀。
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