摻玻璃粉水泥漿水化活性及機理研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施對混凝土性能需求的增加與自然資源的日益枯竭，開發(fā)新型礦物摻合料成為混凝土發(fā)展的關(guān)鍵要素。廢棄玻璃作為一種新的水泥混凝土礦物摻合料，它的來源廣泛，數(shù)量較大，將廢棄玻璃粉磨到一定細度，其擁有潛在的火山灰活性與水硬活性，有較大的研究與應(yīng)用價值。
　　以往研究集中于玻璃粉混凝土宏觀性能，主要圍繞玻璃粉顆粒細度對復(fù)合體系A(chǔ)SR影響，對玻璃粉在水泥基材料的作用、水化程度和微觀結(jié)構(gòu)并未深入了解。本文通過微觀測試和玻璃粉水泥漿宏觀

2、性能等實驗，揭示了含玻璃粉水泥漿的水化產(chǎn)物的種類、微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能之間的相關(guān)規(guī)律，本文的工作成果基于以下幾個方面：
　　通過一定的數(shù)值分析和定量計算，運用活性因子法評價玻璃粉膠凝性能。計算結(jié)果表明：玻璃粉的活性因子處于正數(shù)（大于0，小于1），這表明玻璃粉在復(fù)合膠凝材料的強度貢獻是低于純水泥的，但玻璃粉依然會產(chǎn)生正面影響。
　　采用掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射分析（XRD）研究了玻璃粉水泥漿的初期水化產(chǎn)物、漿體結(jié)構(gòu)。

3、并用化學(xué)結(jié)合水量和有效結(jié)合水法來定性和定量判別玻璃粉對復(fù)合體系在水化初期時對水泥的促進或抑制作用以及作用程度。實驗結(jié)果表明：水化開始（6h-1d）時，水化產(chǎn)物的數(shù)量迅速增加，主要為纖維狀CSH凝膠、針棒狀鈣礬石晶體和Ca(OH)2，這些水化產(chǎn)物彼此間相互搭接、交錯生長，部分未水化的水泥顆粒鑲嵌其中，并將玻璃粉粘結(jié)成整體，構(gòu)成體系骨架。
　　深入研究了不同水膠比(W/B)下玻璃粉在水泥基材料中的水化產(chǎn)物、微觀結(jié)構(gòu)及漿體力學(xué)性能，在水

4、化反應(yīng)初期（3d），玻璃粉的顆粒形貌等物理因素比水化程度等化學(xué)因素更能影響復(fù)合膠凝材料的抗壓強度發(fā)展特性。玻璃粉膠凝材料的總水化程度伴隨玻璃粉摻量提高而減弱，但促進了玻璃粉膠凝材料中以水泥為代表的水化程度。
　　系統(tǒng)研究了不同化學(xué)劑種類（Na2SO4、Na2CO3及Na2SiO3）和摻量（3％、4%和5%質(zhì)量分數(shù)）下，其對玻璃粉復(fù)合體系的激發(fā)效果，并探尋最優(yōu)摻量、種類的化學(xué)激發(fā)劑。結(jié)果表明：Na2SO4對玻璃粉活性的激發(fā)效果要優(yōu)于

5、Na2CO3和Na2SiO3，其中4%Na2SO4對玻璃粉復(fù)合體系早期強度的激發(fā)效果最為顯著，相較于Na2CO3和Na2SiO3的強堿激發(fā)，Na2SO4的強堿和硫酸鹽的雙重激發(fā)更顯活化效果。
　　選用納米SiO2作為玻璃粉水泥體系的納米改性劑，研究分析摻納米SiO2的玻璃粉水泥體系宏觀性能發(fā)展規(guī)律和水化作用機理。結(jié)果表明：納米SiO2促進了玻璃粉水泥體系中水泥早期溶解，提高了復(fù)合體系堿度，有利于玻璃粉內(nèi)部高能鍵（Si-O，Al-O