本文探討了高爐礦渣含量和激發(fā)劑參數(shù)對(duì)堿激發(fā)煤矸石材料流動(dòng)性、力學(xué)性能、干縮率、抗硫酸鹽侵蝕性和微觀結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明,礦渣含量是影響堿激發(fā)煤矸石材料流動(dòng)度、抗壓強(qiáng)度和干縮率的主要原因,其次是激發(fā)劑參數(shù)。隨著堿溶液濃度增加,其流動(dòng)度和抗壓強(qiáng)度隨之提高,但高濃度的堿溶液對(duì)反應(yīng)過程起到了抑制作用,使流動(dòng)度和抗壓強(qiáng)度降低。體系中礦渣含量的增加促進(jìn)C-S-H凝膠生成,使得煤矸石基堿激發(fā)材料更加致密,進(jìn)而提高了抗壓強(qiáng)度和抗硫酸侵蝕能力。由于生成的C-S-H凝膠的塌陷和重組會(huì)細(xì)化孔結(jié)構(gòu),增大收縮應(yīng)力,從而使干燥收縮率增大。 

【文章來源】：硅酸鹽通報(bào). 2020年09期 北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

制備參數(shù)對(duì)AACG流動(dòng)性的影響

圖4為在氮?dú)鈼l件下AACG和AACGS20的TG和DTG曲線。由圖4(a)、(b)可知,AACG和AACGS20的TG曲線基本一致。從室溫升溫到1 000 ℃的過程中,當(dāng)溫度從40 ℃上升到550 ℃時(shí),AACG和AACGS20的樣品損失分別為5.632%和6.136%。體系中的自由水、吸附水和凝膠熱分解水的蒸發(fā)是造成質(zhì)量損失的主要原因。從側(cè)面說明,礦渣的加入使得反應(yīng)更加充分。DTG結(jié)果表明,AACG和AACGS20在100 ℃左右有明顯的吸熱峰,代表自由水的蒸發(fā)。CO 3 2- 的分解溫度在800 ℃左右,AACGS20在800 ℃附近有明顯的吸熱峰,表明碳酸鹽被分解。2.3 抗壓強(qiáng)度

圖5為制備參數(shù)對(duì)AACG抗壓強(qiáng)度的影響曲線。圖5(a)顯示了激發(fā)劑模數(shù)為1.2時(shí),堿含量對(duì)堿激發(fā)煤矸石材料不同齡期抗壓強(qiáng)度的影響。由圖5(a)可知,當(dāng)堿含量從5%增加到15%時(shí),各齡期抗壓強(qiáng)度呈明顯的上升趨勢(shì)。在堿含量為15%時(shí),3 d、7 d和28 d堿激發(fā)煤矸石抗壓強(qiáng)度出現(xiàn)最大值,分別為18.1 MPa、28.4 MPa和34.7 MPa。當(dāng)堿含量繼續(xù)增加至20%時(shí),各齡期抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。當(dāng)堿含量為10%、15%和20%時(shí),3 d與28 d抗壓強(qiáng)度差值分別為13.3 MPa、16.6 MPa和11.5 MPa。圖5(b)顯示了堿含量為10%時(shí),模數(shù)對(duì)堿激發(fā)煤矸石材料不同齡期抗壓強(qiáng)度的影響。由圖5(b)可知,當(dāng)模數(shù)從0.8增加到1.4時(shí),各齡期的抗壓強(qiáng)度逐漸增大。當(dāng)模數(shù)為1.4時(shí)3 d、7 d和28 d出現(xiàn)抗壓強(qiáng)度的最大值,分別為6.5 MPa、16.4 MPa和21.1 MPa。當(dāng)模數(shù)繼續(xù)增加至1.6時(shí),各齡期的抗壓強(qiáng)度呈下降的趨勢(shì)。模數(shù)從0.8到1.6時(shí),3 d和28 d抗壓強(qiáng)度差值分別為9 MPa、11.4 MPa、13.3 MPa、14.6 MPa和16.6 MPa。這是因?yàn)榧ぐl(fā)劑參數(shù)中堿含量和模數(shù)分別低于15%和1.4時(shí),隨著堿含量和模數(shù)的增加,促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)程,利于N-A-S-H凝膠生成,抗壓強(qiáng)度也隨之提高。但堿含量和模數(shù)分別提高到20%和1.6時(shí),堿溶液濃度過高,會(huì)導(dǎo)致鋁酸鹽類凝膠在早期沉淀,抑制了聚合反應(yīng),降低抗壓強(qiáng)度。因此,模數(shù)和堿含量最合理選擇應(yīng)該為1.4和15%。圖5(c)顯示了當(dāng)堿含量為10%和模數(shù)為1.2時(shí),礦渣含量對(duì)堿激發(fā)煤矸石材料在不同齡期抗壓強(qiáng)度的影響。由圖5(c)可知,礦渣含量從0%到20%時(shí),各齡期抗壓強(qiáng)度呈增加的趨勢(shì)。且礦渣不同含量的3 d和28 d的抗壓強(qiáng)度差值分別為13.3 MPa、15.7 MPa、17 MPa、21.1 MPa和24.7 MPa。發(fā)現(xiàn)隨著礦渣含量的增加,抗壓強(qiáng)度差值越大。這與卞慶漢等[16]發(fā)現(xiàn)堿激發(fā)火山灰質(zhì)材料中抗壓強(qiáng)度與3 d和28 d的抗壓強(qiáng)度差值隨著礦渣增加而增加的結(jié)果一致。其原因?yàn)榈V渣中活性鈣含量相對(duì)較高。同時(shí),在堿性環(huán)境下,溶解的Ca2+和體系中活性Si4+和Al3+結(jié)合形成長(zhǎng)鏈狀的C-(A)-S-H凝膠,與三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽凝膠鑲嵌在一起,使得體積更加密實(shí),從而大大提高堿激發(fā)煤矸石材料的抗壓強(qiáng)度。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]火山灰質(zhì)材料取代礦渣制造堿礦渣水泥[J]. 卞慶漢,吳學(xué)權(quán),唐明述.  南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 1993(04)



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