大掺量矿渣粉—水泥基胶凝材料和混凝土性能及其优化的研究

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1、摘要由于矿渣粉的水化活性相对较低，因此盲目加大矿渣粉的掺量将直接影响胶凝材料和混凝土的早期力学性能，这使得水泥中矿渣粉的掺量受到限制。另一方面，矿渣较水泥熟料难磨，一起粉磨很难达到理想的细度，进一步影响了其活性的发挥。然而大掺量矿渣粉混凝土因其优异的耐久性及环保上的优势，越来越受到世界各国水泥行业的重视。本文研究了矿渣粉高比例取代硅酸盐水泥对胶凝材料力学性能的影响，并针对早期强度低的特点选取了若干种激发剂，从中选出激发效果较优的含硫酸盐工业废渣，配制出了能达到P·S42．5级水泥强度指标、矿渣粉取代量为70％和能达到P-S32．5

2、级水泥强度指标、矿渣粉取代量为80％的复合胶凝材料。并测试了它们其它的一些性能，结果表明加大矿渣粉掺量对标准稠度用水量、凝结时间、流动度影响很小，且干缩较小，耐硫酸盐侵蚀性好。通过对大掺量矿渣粉混凝土和硅酸盐水泥混凝土力学和耐久性的实验研究表明，大掺量矿渣粉混凝土工作性良好，矿渣粉掺量为50％时其力学性能与硅酸盐水泥相当甚至更优，且后期强度发展空间大。大掺量矿渣粉混凝土具有优异的抗氯离子渗透性，渗透系数只有硅酸盐水泥混凝土的29％~36％。抗冻性能与硅酸盐水泥混凝土相当，但是抗碳化性能比硅酸盐水泥混凝土差。掺高效减水剂降低水胶比是

3、提高大掺量矿渣粉混凝土抗碳化性能的有效途径之一。通过对大掺量矿渣粉一水泥复合胶凝材料净浆与硅酸盐水泥净浆的微观测试和分析(MIP、XRD、SEM)发现，由于矿渣粉的二次水化反应，使得不利于微观结构的Ca(OHh晶体含量大大减少，c—s—H凝胶数量增多，水泥石更为致密，孔结构得到了改善，孔径分布更为合理，硫酸盐激发剂有效地激发了矿渣粉活性，促进了钙矾石的生成。关键词：矿渣粉大掺量硫酸盐力学性能耐久性微观分析——些塑!AbstractAsthehydrationreactivityofblastfurnaceslag(BFS)islo

4、wcomparedwithcementclinker,blindlyincreasetheamountofblastfurnaceslagpowder(BFSP)willhaveanegativeimpactontheearlyagemechanicalpropertiesofcementitiousmaterialsandconcrete，whichlimitsthecontentofBFSPconstitutingPortlandcementinconcrete．Ontheotherhand，thegrindabilityof

5、BFSisworsethancementclinker,SOit'sverydifficulttogetadesiredfinenesswhengroundtogether,whichfurtheraffectsthereactivityofBFSEBut，highvolumeBFSPconcretehasgotmoreandmoreattentioninconcreteconstructionallovertheworldduetoitsexcellentdurabilityandtheenvironmentaladvantag

6、esTheinfluencesofPortlandcementsubstitutedbyBFSPinahighproportionontheperformanceofcementitiousmaterialswerestudiedinthispaper．Forthelowerearlyagestrength，wechooseseveralactivatorsandselectedtheindustrywastecontainingsulfatewhichhasoptimumactivatingeffect．Compositecem

7、entitiousmaterialswhichCanmettherequirementofP．S42．5cementwhenthequantityofBFSPpowderreplacedPortlandcementby70％andthatofP'S32．5cementwhenthecontentofBFSPpowderisupto80％wereobtained．OtherperformanceofthecompositecementitiousmaterialsWasalsoexperimentallystudied，theres

8、ultsshowthatincreasingBFSPcontenthaslittleeffectonstandardconsistencywaterquantity,settingtimeandfluidity,besides，thecomposi