关键词:
碱激发材料
矿渣
脱硫石膏
纳米二氧化硅
早期强度
增强机理
摘要:
以矿渣和脱硫石膏为前驱体的高流态复合碱激发材料(high-fluidity slag and desulfurization gypsum composite alkali activated material,HSD-AAM)是目前构筑物修复与加固工程中常用的新型建筑材料之一。为了保证流动性,HSD-AAM通常采用较高的水胶比,影响了其早期强度,从而限制了HSD-AAM的应用。针对这一问题,通过室内试验研究了纳米二氧化硅(nano-silica,NS)掺量对HSD-AAM凝结时间、流动性、抗折和抗压强度(1、3、7 d)的影响,以期在不影响HSD-AAM流动性的前提下提升其早期强度;进而,通过扫描电子显微镜(scanning electronic microscopy,SEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和热重-差示扫描量热仪(thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry,TG-DSC)等方法分析了不同类型HSD-AAM的水化产物和微观结构,揭示了NS掺量对HSD-AAM早期强度的增强机理。结果表明:随着NS掺量的增加,HSD-AAM流动性降低且凝结时间缩短,而早期强度明显提升。NS掺量在0~3%之间时,每提升1%,HSD-AAM流动性平均降低6.0%;初凝和终凝时间平均缩短13.7%和10.0%;1 d抗折强度和抗压强度平均提升10.7%和20.2%;3 d抗折强度和抗压强度平均提升23.3%和12.4%;7 d抗折强度和抗压强度平均提升11.1%和32.9%。这是由于NS具有较高的火山灰活性,在早期与浆体内的Ca(OH)2发生水化反应,促进其水化进程,生成大量的C-S-H凝胶,改善了浆体结构疏松的特点,使浆体早期微观结构更加致密。