礦渣水化生成LDHs機理及其對水泥基材料抗硫酸鹽侵蝕性能的影響研究.pdf

1、礦渣作為一種常見的礦物摻合料被廣泛應用于現(xiàn)代混凝土領(lǐng)域。現(xiàn)階段研究認為，礦渣在混凝土中的作用機理主要體現(xiàn)為微集料效應、微晶核效應和活性效應等三個方面。微集料效應促使混凝土形成最緊密堆積結(jié)構(gòu)，微晶核效應減小界面有害晶體的尺寸，活性效應增加凝膠組分含量，三者都起到增強混凝土密實度的作用。本文著眼于礦渣的化學組成，研究礦渣水化產(chǎn)物，尤其是LDHs型水化產(chǎn)物在抗硫酸鹽侵蝕中的作用。本文的研究成果將為混凝土防腐技術(shù)開拓新的思路。
　　礦渣主

2、體為非晶態(tài)玻璃體，礦渣活性與玻璃體含量及自身細度密切相關(guān)。本文以礦渣玻璃體三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)理論為依據(jù)，采用混合均勻的氧化物經(jīng)高溫熔融-水淬冷卻的方法，成功合成了較為純凈的水淬玻璃體。以水淬玻璃體模擬高爐礦渣，探究礦渣水化產(chǎn)物的形貌、種類、數(shù)量與其化學組成的關(guān)系，并論證了LDHs型水化產(chǎn)物的數(shù)量與其鎂含量成正比。將水淬玻璃體摻入硅酸鹽水泥熟料，與粉煤灰一并組成水泥基材料，采用硫酸鹽干濕循環(huán)的加速侵蝕實驗方法對水泥基材料進行處理，測試其抗硫酸鹽

3、侵蝕性能，采用XRD、SEM、XEDS等測試手段對其微觀機理進行分析。實驗研究表明：
　　1、以 CaO、SiO2、Al2O3及 MgO的混合物經(jīng)高溫熔融、水淬冷卻，可以得到含極少量硅酸鹽礦物晶體的玻璃體，稱之為水淬玻璃體。通過原料配比計算，可設計出所需化學組成的水淬玻璃體，并以此模擬高爐礦渣。非橋氧數(shù)反映玻璃體三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)聚合度，可以作為預測水淬玻璃體活性的重要指標。礦渣活性不僅受玻璃體聚合度影響，還跟其細度有關(guān)系。
　　

4、2、水淬玻璃體的主要水化產(chǎn)物類型為 C-S-H(I)與 Mg-Al水滑石，其中Mg-Al水滑石為 LDHs型水化產(chǎn)物。隨著礦渣鎂含量的提高，LDHs型水化產(chǎn)物的數(shù)量增多，水化28天齡期以后不再隨齡期的延長而發(fā)生明顯變化。
　　3、摻水淬玻璃體的水泥基材料抗硫酸鹽侵蝕性能與對照組相比有明顯改善。隨干濕循環(huán)次數(shù)的增加，試件表現(xiàn)出先收縮后膨脹的特點，試件質(zhì)量表現(xiàn)出先增加后減少的規(guī)律，吸水率表現(xiàn)為持續(xù)上升，強度則表現(xiàn)為持續(xù)降低。