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硅酸盐通报2025年第04期:矿渣改性碱激发硅锰渣胶凝材料的宏观性能与微观特性研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:苏壮飞;程尧;刘泽;

单位:河南理工大学材料科学与工程学院;中铝中州铝业有限公司;中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院;

摘要:作为新进大宗工业固废,硅锰渣的无害化处置与大规模资源化利用的问题亟需解决。本文采用硅锰渣为前驱体,以水玻璃作为碱激发剂来制备碱激发硅锰渣胶凝材料,研究了水玻璃掺量、水玻璃模数及矿渣改性对碱激发硅锰渣胶凝材料宏观性能与微观特性的影响。结果表明,在90 d龄期内,碱激发硅锰渣反应持续进行,凝胶产物聚合度逐渐增高且产量增加,硬化浆体孔隙率降低、力学性能增强。随着水玻璃模数降低,碱激发早期反应增强,反应放热量增加,凝结时间变短,硬化浆体力学性能增强。但过低的水玻璃模数不利于碱激发后期反应,在水玻璃模数为1.2、掺量为12%(质量分数,下同)时,碱激发硅锰渣胶凝材料的力学性能最佳,28与90 d强度分别达到86.0与100.1 MPa。掺入矿渣可明显改善碱激发硅锰渣胶凝材料早期力学性能差的劣势,但掺量过高会导致碱激发反应过快,硬化浆体收缩开裂,矿渣最佳掺量为10%。

关键词:硅锰渣;;碱激发;;强度;;水玻璃掺量;;水玻璃模数;;矿渣改性

基金资助:河南理工大学博士基金(B2023-20);河南理工大学创新型科研团队资助项目(T2023-5)