劉應(yīng)強(qiáng)，咼潤(rùn)華，劉喜杰

（1.新疆大學(xué)建筑工程學(xué)院，新疆烏魯木齊830000；2.清華大學(xué)土木工程系）

隨著社會(huì)的發(fā)展，綠色可持續(xù)對(duì)人們的生活至關(guān)重要。相比于普通硅酸鹽水泥，地聚合物更貼合綠色可持續(xù)發(fā)展理念［1］。自1978 年法國(guó)科學(xué)家DAVIDOVITS 提出“地聚合物”這個(gè)概念以來(lái)，各國(guó)科學(xué)家競(jìng)相進(jìn)入這種新型膠凝材料的研究［2-3］。地聚合物可由天然礦物、礦渣、建筑垃圾、工業(yè)垃圾等制成，具有非晶、半結(jié)晶、結(jié)晶立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。它是在低溫或者常溫狀態(tài)下將地聚合物原料與堿金屬溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)制得的一種新型膠凝材料［4-5］。其作為一種新型的建筑材料、高強(qiáng)材料和路面快速修補(bǔ)材料被廣泛研究［6］。地聚合物膠凝材料主要由離子鍵和共價(jià)鍵組成，具有早強(qiáng)、快硬、耐腐蝕等諸多優(yōu)點(diǎn)［7］。堿活化礦渣因具有水化特性、堿活性高，一直被商業(yè)生產(chǎn)并用于建筑領(lǐng)域，是一種常見的地聚合物硅鋁質(zhì)材料之一［8-9］。除此之外，偏高嶺土、粉煤灰等也常被用來(lái)做堿激發(fā)材料［10］。

研究發(fā)現(xiàn)，基于堿激發(fā)粉煤灰膠凝材料體系比普通硅酸鹽水泥膠凝材料體系具有更好的抗堿-二氧化硅破壞能力。SHI 等［11］在《堿激發(fā)水泥與混凝土》（Alkali?activated cements and concretes）一書中詳細(xì)介紹了堿激發(fā)膠凝材料。CHINDAPRASIRT 等［12］研究發(fā)現(xiàn)粉煤灰細(xì)度對(duì)堿激發(fā)膠凝材料的凝結(jié)時(shí)間有顯著的影響，隨著粉煤灰細(xì)度的減小，地聚合物的凝結(jié)時(shí)間也會(huì)隨之縮短。李碩［13］通過(guò)偏高嶺土基制備的地聚合物將凝結(jié)時(shí)間控制在1 h以內(nèi)，并快速滿足通車要求。LASKAR 等［14］對(duì)單摻NaOH 和復(fù)摻NaOH 與水玻璃制備的地聚合物膠凝材料進(jìn)行比較，結(jié)果表明采用復(fù)摻方式制備的地聚合物膠凝材料具有更好的強(qiáng)度和性能。王德輝等［15］研究了硅灰、礦渣、粉煤灰對(duì)超高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度的影響，結(jié)果表明一定摻量的硅灰和礦渣提高了混凝土的強(qiáng)度，一定摻量的粉煤灰降低了混凝土的早期強(qiáng)度。

不同激發(fā)劑都具備激發(fā)地聚合物原料活性的能力，多數(shù)研究表明復(fù)合激發(fā)劑的激發(fā)效果要比單一激發(fā)劑的效果好［16］。筆者選用超細(xì)?；母郀t礦渣、粉煤灰微珠作為膠凝材料的基體，通過(guò)摻加偏高嶺土和硅灰，以工業(yè)水玻璃作為堿激發(fā)劑原料，加入少量工業(yè)片狀NaOH，制備地聚合物膠凝材料。通過(guò)初期力學(xué)性能參數(shù)，篩選出優(yōu)異的地聚合物復(fù)合材料，作為混凝土路面快速修補(bǔ)砂漿。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

S95 級(jí)粒化高爐礦渣（GGBS），水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%，密度為2.9 g/cm3；偏高嶺土（MK），平均粒徑為10 μm，28 d活性指數(shù)為110；硅灰（SF），比表面積為21 m2/g，28 d活性指數(shù)為105。以上材料由河南義翔新材料有限公司生產(chǎn)。粉煤灰微珠（FA），平均粒徑為5 μm，密度為2.45 g/cm3，由河北誠(chéng)帑微珠新材料有限公司生產(chǎn)。原料主要化學(xué)成分及含量見表1。

表1 原料主要化學(xué)成分及含量Table 1 Main chemical composition and content of raw materials

水玻璃：氧化硅與氧化鈉物質(zhì)的量比為2.25，SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為29.99%，Na2O 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.75%，由嘉善縣優(yōu)瑞耐火材料有限公司生產(chǎn)。NaOH：工業(yè)級(jí)，片狀，NaOH 質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于99%，購(gòu)于鞏義市龍澤凈水材料有限公司。

1.2 配合比

礦渣-粉煤灰微珠膠凝材料配合比見表2。不同偏高嶺土及硅灰摻量下礦渣-粉煤灰微珠膠凝材料配合比見表3。

表2 礦渣-粉煤灰微珠膠凝材料配合比Table 2 Mixing ratio of slag?fly ash microbead cementing material

表3 不同偏高嶺土及硅灰摻量下礦渣-粉煤灰微珠膠凝材料配合比Table 3 Mixing ratio of slag?fly ash microbead cementitious material with different metakaolin and silica fume content

1.3 樣品制備

膠砂強(qiáng)度試塊制備：采用JJ-5型水泥膠砂攪拌機(jī)進(jìn)行拌合，在攪拌前先將攪拌鍋潤(rùn)濕并用抹布擦拭干凈；稱取自來(lái)水于燒杯中，將片狀NaOH溶于水中，再將水玻璃倒入NaOH溶液并攪拌均勻備用；將稱好的固體粉末依次倒入攪拌鍋中，慢攪1 min至拌合均勻，再將配制好的堿激發(fā)劑緩慢倒入攪拌鍋中，先慢攪30 s，再快攪45 s；攪拌均勻后用藥匙挖至40 mm×40 mm×160 mm 水泥膠砂三聯(lián)試模中，在振動(dòng)臺(tái)上振搗（振搗時(shí)間約為10 s）至試模中漿體表面不再產(chǎn)生明顯的氣泡為止，刮掉多余漿體，抹平并封膜；將其置于室溫環(huán)境下，待凝結(jié)硬化后拆模，放于恒溫（20 ℃±2 ℃）養(yǎng)護(hù)箱中密封養(yǎng)護(hù)至測(cè)定齡期。

凝結(jié)時(shí)間測(cè)試：采用凈漿攪拌機(jī)制備礦渣-粉煤灰微珠體系膠凝材料；采用與上述同樣的操作方法先將地聚合物固體粉末攪拌均勻，再加入配制好的堿激發(fā)劑，先慢攪30 s，再快攪45 s；將配制好的堿激發(fā)漿體倒入維卡儀模具內(nèi)，參照GB/T 1346—2011《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法》測(cè)定堿激發(fā)漿體的凝結(jié)時(shí)間。

化學(xué)結(jié)合水試樣制備：養(yǎng)護(hù)至測(cè)定齡期的試塊，測(cè)完抗壓強(qiáng)度后取試塊中間的樣品，用無(wú)水乙醇浸泡在離心管中24 h，待反應(yīng)終止后瀝干樣品表面的無(wú)水乙醇；用研缽碾碎磨細(xì)，取1.5 g 左右的樣品放在烘干的坩堝中；然后放入烘箱中在65 ℃干燥24 h，稱取并記錄其質(zhì)量為m1；再置于1 000 ℃的馬弗爐中煅燒1 h，冷卻至400 ℃左右時(shí)將坩堝轉(zhuǎn)移至玻璃干燥器中冷卻至室溫，稱取并記錄其質(zhì)量為m2?；瘜W(xué)結(jié)合水按下式計(jì)算［17］：

式中：w為化學(xué)結(jié)合水質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；m1為試樣烘干后質(zhì)量，g；m2為試樣煅燒后質(zhì)量，g；mM為堿激發(fā)材料摻量，g；wML為堿激發(fā)材料燒失量，%。

2 結(jié)果與討論

2.1 凝結(jié)時(shí)間

為滿足路面快速修補(bǔ)的要求，并有效地探索偏高嶺土、硅灰對(duì)礦渣-粉煤灰微珠膠凝材料力學(xué)性能的影響，選用水膠比（水和粉體的質(zhì)量比）為0.4、Na2O 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%、堿激發(fā)膠凝材料凝結(jié)時(shí)間為30~55 min，考察了上述條件下粉煤灰微珠摻量對(duì)礦渣凝結(jié)時(shí)間的影響，結(jié)果見圖1。從圖1 看出，隨著粉煤灰微珠摻量的增加，礦渣凝結(jié)時(shí)間逐漸延長(zhǎng)，當(dāng)粉煤灰摻量為10%時(shí)，礦渣凝結(jié)時(shí)間為44 min。分別單摻偏高嶺土、硅灰和復(fù)摻偏高嶺土-硅灰，對(duì)礦渣-粉煤灰微珠膠凝材料的凝結(jié)時(shí)間進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見圖2。從圖2 看出，當(dāng)單摻偏高嶺土按5%梯度摻加時(shí)，其膠凝體系的凝結(jié)時(shí)間較礦渣-粉煤灰微珠膠凝體系先縮短后延長(zhǎng)；當(dāng)單摻硅灰按5%梯度增加時(shí)，其膠凝體系的凝結(jié)時(shí)間隨著硅灰摻量的增加而逐漸增加，當(dāng)硅灰摻量為5%時(shí)，膠凝體系的凝結(jié)時(shí)間最短，為35 min；當(dāng)硅灰摻量為5%時(shí)，隨著偏高嶺土摻量增加，礦渣-粉煤灰微珠膠凝材料的凝結(jié)時(shí)間逐漸縮短，當(dāng)偏高嶺土摻量為15%時(shí)，膠凝體系的凝結(jié)時(shí)間最短，為41 min。

圖2 不同偏高嶺土和硅灰摻量對(duì)礦渣-粉煤灰微珠膠凝材料凝結(jié)時(shí)間的影響Fig.2 Effects of different contens of metakaolin and silica fume on setting time of slag?fly ash microbead cementitious materials

2.2 抗壓強(qiáng)度

在礦渣中摻入粉煤灰微珠，隨著粉煤灰微珠摻量的不同，對(duì)礦渣-粉煤灰微珠體系膠凝材料的抗壓強(qiáng)度有不同程度的影響。美國(guó)戰(zhàn)略性高速公路研究計(jì)劃（strategic highway research program）中提出［18］，混凝土路面修補(bǔ)材料抗壓強(qiáng)度大于12.3 MPa 即可實(shí)現(xiàn)通車。圖3為粉煤灰微珠摻量對(duì)礦渣膠凝材料抗壓強(qiáng)度的影響。從圖3 看出，無(wú)論粉煤灰微珠摻加多少，礦渣膠凝材料的抗壓強(qiáng)度都可以滿足通車要求。這是由于，在堿性環(huán)境下粉煤灰微珠中的—O—Si—O—Al—O—鏈解聚成硅氧四面體和鋁氧四面體，解聚的—O—Si—O—Al—O—鏈再通過(guò)化學(xué)反應(yīng)與礦渣中的Ca2+縮合，碳酸鈣作為水化產(chǎn)物良好的成核位點(diǎn)，提高了樣品的結(jié)晶度，形成水化硅酸鈣凝膠，從而提高了樣品的抗壓強(qiáng)度［19］。為實(shí)現(xiàn)快硬早強(qiáng)，選取粉煤灰微珠摻量為10%進(jìn)行研究，其在2 h的抗壓強(qiáng)度達(dá)到26.5 MPa。在此基礎(chǔ)上，分別摻加偏高嶺土和硅灰來(lái)研究礦渣-粉煤灰微珠膠凝材料的力學(xué)性能。

圖3 粉煤灰微珠摻量對(duì)礦渣膠凝材料抗壓強(qiáng)度的影響Fig.3 Influence of fly ash microbeads content on compressive strength of slag cementitious materials

粉煤灰微珠摻量為10%，分別按5%梯度依次單獨(dú)摻加偏高嶺土和硅灰，其對(duì)礦渣-粉煤灰微珠膠凝材料抗壓強(qiáng)度的影響見圖4a、b。從圖4a看出，隨著偏高嶺土含量增加，礦渣-粉煤灰微珠膠凝材料的抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)；初期抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，且比不摻加偏高嶺土?xí)r的抗壓強(qiáng)度高。這可能是因?yàn)?，摻加偏高嶺土后，細(xì)粒徑的偏高嶺土對(duì)礦渣-粉煤灰微珠膠凝體系的空隙進(jìn)行填充，彌補(bǔ)了未反應(yīng)完全時(shí)的強(qiáng)度缺陷，形成緊密堆積結(jié)構(gòu)；而后隨著反應(yīng)的進(jìn)行，在堿性環(huán)境下粉煤灰微珠的活性被激發(fā)出來(lái)，化學(xué)鍵的斷裂導(dǎo)致基團(tuán)轉(zhuǎn)化為膠體相，給反應(yīng)提供了所需的Al3+和SiO32-，然后這些被破壞的產(chǎn)物進(jìn)行聚合，與礦渣中原有的Ca2+等金屬離子形成膠凝結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步形成水化硅鋁酸鈣凝膠，促進(jìn)鈣礬石（3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O）的形成［19］。從圖4b 看出，與摻加偏高嶺土相比，摻加硅灰后在反應(yīng)初期硅灰摻量大反而材料的抗壓強(qiáng)度低。這可能是因?yàn)?，硅灰金屬活性低，在堿性環(huán)境下反應(yīng)初期金屬活性未被完全激發(fā)出來(lái)，硅灰以粒子形式存在較多，裹附在部分礦渣和粉煤灰微珠表面，阻礙了其他粒子在堿性環(huán)境下的解離，使得金屬活性釋放緩慢；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硅灰活性逐漸被激發(fā)出來(lái)，給反應(yīng)提供了所需的SiO32-，使得反應(yīng)速度加快，分子之間進(jìn)行重組，形成硅鋁酸鹽。硅灰摻量為5%，并且以5%的梯度摻加偏高嶺土，考察硅灰-偏高嶺土摻量對(duì)礦渣-粉煤灰微珠膠凝材料體系抗壓強(qiáng)度的影響，結(jié)果見圖4c。從圖4c看出，摻加硅灰-偏高嶺土的膠凝材料1 d 抗壓強(qiáng)度達(dá)到40 MPa 以上，且隨著偏高嶺土摻量增加抗壓強(qiáng)度的增幅明顯；在整個(gè)測(cè)試齡期內(nèi)，偏高嶺土高摻量試塊的抗壓強(qiáng)度明顯高于空白組，28 d抗壓強(qiáng)度仍呈現(xiàn)緩慢遞增的趨勢(shì)，滿足快速修補(bǔ)材料的強(qiáng)度要求。

圖4 偏高嶺土（a）、硅灰（b）摻量以及偏高嶺土-硅灰復(fù)合摻量（c）對(duì)礦渣-粉煤灰微珠膠凝材料抗壓強(qiáng)度的影響Fig.4 Influence of metakaolin（a），silica fume（b），metakaolin?silica fume（c）contents on compressive strength of slag?fly ash microbead cementitious materials

在礦渣-粉煤灰微珠膠凝體系中單摻5%硅灰、單摻5%偏高嶺土、復(fù)摻5%硅灰+5%偏高嶺土，考察試塊的抗壓強(qiáng)度，結(jié)果見圖5a。從圖5a 看出，單摻偏高嶺土試塊的抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)迅速。這可能是因?yàn)椋趬A激發(fā)劑作用下偏高嶺土由解離到再聚合生成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)膠凝材料，其中部分未參與反應(yīng)的粒子較多，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的嵌補(bǔ)，其抗壓強(qiáng)度高于對(duì)照組和單摻硅灰組。在礦渣-粉煤灰微珠膠凝體系中單摻10%硅灰、單摻10%偏高嶺土、復(fù)摻5%硅灰+10%偏高嶺土，考察試塊的抗壓強(qiáng)度，結(jié)果見圖5b。從圖5b看出，單摻10%偏高嶺土和單摻10%硅灰時(shí)，試塊的抗壓強(qiáng)度明顯低于復(fù)摻偏高嶺土和硅灰試塊的強(qiáng)度。這可能是因?yàn)?，在堿性環(huán)境下偏高嶺土金屬活性被激發(fā)出來(lái)，形成更多的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)膠凝材料，由小塊連成大片，結(jié)構(gòu)更加緊密，增強(qiáng)了試塊的抗壓強(qiáng)度。在礦渣-粉煤灰微珠膠凝體系中單摻15%硅灰、單摻15%偏高嶺土、復(fù)摻5%硅灰+15%偏高嶺土，考察試塊的抗壓強(qiáng)度，結(jié)果見圖5c。從圖5c 看出，單摻15%偏高嶺土和單摻15%硅灰時(shí)，試塊的抗壓強(qiáng)度低于復(fù)摻5%硅灰+15%偏高嶺土試塊的強(qiáng)度，復(fù)摻試塊1 d 抗壓強(qiáng)度達(dá)到48.5 MPa，前3 d 強(qiáng)度增長(zhǎng)迅猛。這可能是因?yàn)椋趬A性環(huán)境下金屬離子實(shí)現(xiàn)了重組，且伴隨水化熱的產(chǎn)生，加快了反應(yīng)的進(jìn)行。復(fù)摻試塊28 d抗壓強(qiáng)度達(dá)到75.2 MPa。

圖5 偏高嶺土和硅灰不同摻量條件下礦渣-粉煤灰微珠膠凝材料抗壓強(qiáng)度對(duì)比Fig.5 Comparison of compressive strength of slag?fly ash microbead cementitious material with different contents of metakaolin and silica fume

2.3 化學(xué)結(jié)合水

化學(xué)結(jié)合水通常能夠表征水化產(chǎn)物的數(shù)量。圖6為粉煤灰微珠摻量對(duì)礦渣膠凝材料化學(xué)結(jié)合水的影響。從圖6 看出，當(dāng)摻加10%粉煤灰微珠時(shí)（GA0），化學(xué)結(jié)合水增長(zhǎng)迅速，且增長(zhǎng)較穩(wěn)定；隨著粉煤灰微珠摻量增大，化學(xué)結(jié)合水出現(xiàn)了明顯的增幅。1 d時(shí)GA1、GA2較GA0化學(xué)結(jié)合水質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別增長(zhǎng)了12.82%、11.08%；14 d 以后GA2 化學(xué)結(jié)合水增長(zhǎng)率突然增大。這可能是因?yàn)?，摻?0%粉煤灰微珠時(shí)，反應(yīng)未完全，一部分粉煤灰微珠起到集料的作用，填充在膠凝體系的空隙中，包裹了部分水化產(chǎn)物的接觸位點(diǎn)，減緩了它們的反應(yīng)；到了反應(yīng)后期，粉煤灰微珠原本具有一定的弱酸性，在堿激發(fā)劑作用下粉煤灰微珠玻璃體中的Si—O、Al—O鍵逐漸發(fā)生斷裂，使得溶出的SiO2、Al2O3與體系中的Ca2+發(fā)生聚合，生成水化硅酸鈣（C—S—H）和水化鋁酸鈣（C—A—H）［20］，促進(jìn)水化硫鋁酸鈣（鈣釩石）的進(jìn)一步生成。

圖6 粉煤灰微珠摻量對(duì)礦渣膠凝材料化學(xué)結(jié)合水的影響Fig.6 Influence of fly ash microbead content on chemical binding water of slag cementitious materials

粉煤灰微珠摻量為10%，分別按5%梯度依次單獨(dú)摻加偏高嶺土和硅灰，以及復(fù)摻5%硅灰+5%梯度增加偏高嶺土，考察其對(duì)礦渣-粉煤灰微珠膠凝材料化學(xué)結(jié)合水的影響，結(jié)果見圖7。從圖7 看出，5%硅灰使得礦渣-粉煤灰微珠膠凝材料初期化學(xué)結(jié)合水含量增大，6 d以后摻加硅灰體系較不摻加硅灰體系化學(xué)結(jié)合水含量低（圖7b）；摻加15%硅灰時(shí)，膠凝材料3 d化學(xué)結(jié)合水含量增加明顯，且呈現(xiàn)不斷增長(zhǎng)趨勢(shì)，14 d以后化學(xué)結(jié)合水含量超過(guò)GH2。單摻偏高嶺土體系（圖7a）與復(fù)摻硅灰+偏高嶺土體系（圖7c）化學(xué)結(jié)合水含量變化趨勢(shì)類似，均呈現(xiàn)偏高嶺土摻量越多，化學(xué)結(jié)合水含量越低。單摻偏高嶺土體系，3 d 以前MK1 和MK2 化學(xué)結(jié)合水含量相近。

圖7 偏高嶺土（a）、硅灰（b）、偏高嶺土+硅灰（c）摻量對(duì)礦渣-粉煤灰微珠膠凝材料化學(xué)結(jié)合水的影響Fig.7 Influence of metakaolin（a），silica fume（b），metakaolin+silica fume（c）content on chemical binding water of slag?fly ash microbead cementitious materials

在礦渣-粉煤灰微珠膠凝體系中單摻5%硅灰、單摻5%偏高嶺土、復(fù)摻5%硅灰+5%偏高嶺土，考察材料的化學(xué)結(jié)合水含量，結(jié)果見圖8a。從圖8a看出，單摻硅灰體系化學(xué)結(jié)合水含量始終高于其他摻加體系。單摻5%硅灰時(shí)，28 d化學(xué)結(jié)合水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17.27%，較1 d化學(xué)結(jié)合水含量增加了0.87%。這說(shuō)明，摻加5%硅灰時(shí)早期強(qiáng)度形成快，與凝結(jié)時(shí)間短吻合，在強(qiáng)度形成后反應(yīng)逐漸減緩，抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)放緩。在礦渣-粉煤灰微珠膠凝體系中單摻10%硅灰、單摻10%偏高嶺土、復(fù)摻5%硅灰+10%偏高嶺土，考察材料的化學(xué)結(jié)合水含量，結(jié)果見圖8b。從圖8b 看出，摻加10%硅灰后材料的1 d 化學(xué)結(jié)合水質(zhì)量分?jǐn)?shù)較摻加5%硅灰降低0.81%，這說(shuō)明摻加10%硅灰降低了反應(yīng)程度。原因可能是，硅灰過(guò)飽和時(shí)，多余的硅灰來(lái)不及參加反應(yīng)發(fā)生了微集料效應(yīng)，阻隔了陰陽(yáng)離子的結(jié)合，形成一種離子間的微包覆。在堿性環(huán)境下化學(xué)鍵不斷斷裂，包覆的堿激發(fā)材料不斷溶出參加反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行析出大量的結(jié)晶，重新形成致密的玻璃體結(jié)構(gòu)。在礦渣-粉煤灰微珠膠凝體系中單摻15%硅灰、單摻15%偏高嶺土、復(fù)摻5%硅灰+15%偏高嶺土，考察材料的化學(xué)結(jié)合水含量，結(jié)果見圖8c。從圖8c看出，摻加15%硅灰后材料的1 d化學(xué)結(jié)合水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15.08%。從圖8 看出，隨著硅灰摻量的增加，材料的1 d 化學(xué)結(jié)合水含量呈現(xiàn)減少趨勢(shì)；隨著偏高嶺土摻量的增加，同齡期材料的化學(xué)結(jié)合水含量呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)。

圖8 偏高嶺土和硅灰不同摻量條件下礦渣-粉煤灰微珠膠凝材料化學(xué)結(jié)合水含量對(duì)比Fig.8 Comparison of chemical binding water content of slag fly ash microbead cementitious material with different contents of metakaolin and silica fume

3 結(jié)論

1）粉煤灰微珠摻量越大，礦渣-粉煤灰微珠膠凝材料的凝結(jié)時(shí)間越長(zhǎng)；低摻量的硅灰和偏高嶺土均能縮短礦渣-粉煤灰微珠膠凝材料的凝結(jié)時(shí)間，但隨著摻量的增加，二者均會(huì)延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間，且偏高嶺土的緩凝作用更加明顯。2）礦渣-粉煤灰微珠膠凝體系隨著偏高嶺土和硅灰摻量的增加，化學(xué)結(jié)合水含量逐漸降低；堿激發(fā)膠凝材料早期強(qiáng)度形成以后，水化產(chǎn)物數(shù)量增長(zhǎng)緩慢，膠凝材料安定性較好，可以作為一種路面快速修補(bǔ)材料的有效替代品。3）復(fù)合地聚合物膠凝材料的抗壓強(qiáng)度高于單一地聚合物膠凝材料的抗壓強(qiáng)度，且偏高嶺土摻量為15%時(shí)，復(fù)合膠凝材料抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)迅速。堿激發(fā)膠凝材料以工業(yè)廢棄物為原料，不同原料的化學(xué)成分有很大的差別，且堿激發(fā)劑成本較高，如何制備低堿用量且高性能的堿激發(fā)膠凝材料是將來(lái)重點(diǎn)探索的方向。