碱激发锌渣胶凝材料设计制备与微观结构分析

摘要

基于对锌渣固体废弃物的再利用,本工作以锌渣为原材料制备碱激发锌渣胶凝材料,采取正交试验研究了化学激发下液固比、水玻璃模数及水泥掺量三个因素对碱激发锌渣胶凝材料体系力学性能的影响,并利用XRD和SEM等方法分析了碱激发锌渣胶凝材料体系的微观结构,同时在优选配比基础上探究了温度和比表面积对碱激发锌渣胶凝材料体系的影响规律,最后分析了碱激发锌渣胶凝材料对锌离子的固化能力。结果表明:碱激发锌渣胶凝材料体系的抗压强度受水泥掺量影响最大,其次是液固比和水玻璃模数;试验中水泥掺量10%(质量分数)、液固比0.2、水玻璃模数0.8为最优配合比,所得材料的28 d抗压强度可达56.5 MPa,物理激发中采用蒸养方式和增大锌渣粉比表面积方式可提高其早期强度;碱激发锌渣胶凝材料的水化产物是以C-(A)-S-H凝胶为主的非晶凝胶相,属于α-C-S-H型凝胶,其致密的三维结构不仅对强度有积极作用,还有较好的固化Zn^(2+)的能力,这为锌渣的二次利用提供了新的思路。