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低碳排放抗裂型碱激发水泥研究

王义恒  
【摘要】: 碱激发水泥具有硬化快、早期强度高、水化热低、抗化学腐蚀性好等优点,该水泥可大量利用工业废渣,并具有良好的耐久性,作为一种低碳排放水泥引起了广泛的研究兴趣,其水化产物主要由C-S-H凝胶组成,几乎无晶体成分,C-S-H凝胶巨大的比表面积带来显著的湿胀干缩,导致碱激发水泥抗裂性差,不仅影响了其美观,更使其服役期减少,是碱激发水泥尚不能推广应用的主要原因之一,改善抗裂性是其大规模推广使用的关键。 为此本文研制了系列高抗裂碱激发水泥:硫碱复合激发矿渣体系(PAAS)与氧化镁改性碱激发矿渣粉煤灰体系(MAAFS)两种低碳排放抗裂型碱激发水泥,对其材料组成进行了优化,研究了其物理性能、干燥收缩率和抗裂性等性能,并对以PAAS与MAAFS作为胶凝材制备的两类低碳排放抗裂型碱激发混凝土进行了研究。取得了以下结论: 1.PAAS的最佳配比:碱激发剂掺量为8%(以Na2O+SiO2计,模数为1),磷石膏掺量为10%;其强度基本可达32.5级水泥标准,抗裂性与普通碱激发水泥相比有改善。 2.MAAFS的最佳配比:碱激发剂掺量为8%(以Na2O+SiO2计,模数为1),矿渣、粉煤灰与氧化镁的的比例为36:24:40;其强度可以达到42.5级水泥的标准,抗裂性好于PAAS,更优于普通碱激发水泥。 3.PAAS水化产物主要为C-S-H凝胶和针棒状钙矾石晶体。钙矾石晶体能穿插C-S-H凝胶之间,起强化C-S-H凝胶结构作用,且产生体积膨胀,补偿C-S-H凝胶产生的收缩,减少碱激发水泥开裂。MAAFS水化产物主要为C-S-H凝胶、碳酸镁与氢氧化镁。碳酸镁与氢氧化镁能产生大体积膨胀,补偿C-S-H凝胶的收缩。MAAFS的孔隙率大于普通硅酸盐水泥。 4.PAAS与MAAFS两种低碳排放抗裂型碱激发混凝土强度高,其干缩率小于普通碱激发混凝土。


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