碱激发矿渣的碳化性能研究

作     者：何彤彤 

作者单位：东南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张亚梅

授予年度：2018年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：碱激发矿渣 碳化 预处理温度 氢氧化钙 

摘      要：碱激发矿渣(AAS)是一种有望可以替代硅酸盐水泥(OPC)的胶凝材料,具有早期强度发展快,水化热低,具有较硅酸盐水泥更质密的结构等优点。碱激发胶凝材料经过几十年的发展和多方面的应用取得一定的成果,但碱激发矿渣本身存在干燥收缩较大、抗碳化能力差等缺点,同时研究过程缺乏统一标准,因此仍需要大量的研究。本文针对碱激发矿渣材料碳化严重问题,开展了预处理温度对碱激发矿渣碳化性能的影响、碱对其碳化性能的影响及碳化性能改善措施的研究。本文研究了碱激发剂种类和碱含量对碱激发矿渣碳化性能的影响。结果表明,采用NaOH为碱激发剂的碱激发矿渣碳化深度大于采用水玻璃为碱激发剂的碱激发矿渣。碱含量越高,碱激发矿渣碳化深度越小。对碱激发矿渣碳化性能改善措施,采用内掺Ca(OH)粉末方法提高固相碱含量。结果表明,水玻璃为激发剂内掺Ca(OH)粉末的碱激发矿渣抗碳化效果明显好于NaOH为激发剂的效果,实验表明其抗压抗折强度高,碳化深度小。水玻璃激发的内掺20%Ca(OH)粉末碱激发矿渣砂浆在碳化28d时碳化深度最小,内掺10%Ca(OH)粉末碱激发矿渣砂浆次之。水玻璃作为激发剂内掺Ca(OH)粉末碱激发矿渣砂浆碳化后的抗压抗折强度均大于NaOH为激发剂内掺Ca(OH)粉末碱激发矿渣砂浆,而内掺10%Ca(OH)粉末碱激发矿渣砂浆碳化后的抗压强度均大于内掺20%Ca(OH)粉末碱激发矿渣砂浆。因此综合可得水玻璃激发的内掺10%Ca(OH)粉末碱激发矿渣砂浆具有更优异的力学性能和抗碳化性能。预处理温度对碱激发矿渣碳化性能的研究表明:预处理温度越高,碱激发矿渣材料干燥速率越快,且升速干燥阶段持续时间越短,而降速干燥阶段持续时间越长。碱激发矿渣试件的抗折和抗压强度随预处理温度增高而增大,随着碳化进行,抗压和抗折强度减小并出现波动,碳化28d趋于平稳。预处理温度分别为40℃和60℃时的抗折强度均出现先减小后增大的过程,两者出现波谷的碳化龄期不同,分别为碳化14d和7d。预处理温度增加,加速了碱激发矿渣砂浆抗折强度的劣化。碱激发矿渣的碳化深度随预处理温度增大而增加,且预处理温度为40℃的碱激发矿渣材料在碳化28d后开始加速劣化,而预处理温度为60℃的碱激发矿渣材料在碳化14d时已加速劣化。因此在研究碱激发矿渣碳化问题时,应采用较小的预处理温度,以减少预处理温度对碳化深度带来的影响。