碱激发固废道路补强材料的制备与性能

针对传统无机类道路补强材料存在造价昂贵、碳排放和耗能大,亟需研发新型绿色环保道路补强材料的问题,考虑碱激发固废补强材料性能方面产生的协同效应,以水玻璃和氢氧化钠为激发剂,低钙粉煤灰为基础粉料,探讨了高炉矿渣粉和钢渣微粉作为复合粉料共同制备无机路面修补料的可能性。通过室内试验研究了复合粉料掺量(质量分数,下同)分别为50%和70%时,对标准养护净浆试样凝结时间、流动度、黏度、抗压强度和抗折强度的影响,并采用X射线衍射、扫描电镜和红外光谱分析了硬化浆体的凝胶产物、微观结构和键合类型。结果表明:与纯水泥净浆相比,各配比下粉煤灰基复合浆体凝结时间明显增加;钢渣可改善浆体的流动性能,但过多高炉矿渣的掺加会因早期水化产物增多而影响浆体的流动性能;复合浆体的黏度与流动性能具有较强的相关性。力学性能方面,高炉矿渣对硬化浆体的早期强度起着决定性作用。钢渣活性虽然较低,但可以发挥物理填充作用,当钢渣掺量为10%时,硬化浆体的力学性能最优。在水化过程中,钢渣所起的化学作用小于矿渣和粉煤灰,随着钢渣掺量的增大、矿渣掺量的减小,浆体力学强度下降,但钢渣在后期的反应活性较高。高钢渣掺量的硬化浆体表面松散且孔隙结构较大,而高掺量高炉矿渣硬化浆体表面致密且均一,板状和三维网状的凝胶产物填充了孔隙并促进了致密微观结构的形成。