矿物掺合料作为砂浆细集料的水化产物与光谱性能研究

粉煤灰、锂渣和钢渣作为工业废渣,等质量替代水泥时其利用率往往较低,为了大量地使用这些工业废渣。采用X射线单晶衍射仪、同步热分析仪、傅里叶红外光谱仪和电镜扫描分析方法,研究了锂渣、粉煤灰和钢渣替代细集料后砂浆的水化产物、光谱特性、微观形貌,并探讨了砂浆抗折/抗压强度随替代率(0%,30%,50%,70%和100%)增长的变化规律。研究结果表明：四种浆体的水化产物主要为CSH凝胶、Ca(OH)₂、少量的AFt和未水化的颗粒(Al₂O₃,SiO₂),其中水泥-锂渣浆体、水泥-粉煤灰浆体、水泥-钢渣浆体中的未水化颗粒还含有一定的Li₂O·Al₂O₃·SiO₂,Ca_1.56SiO_3.5·xH₂O和RO phas。四种浆体以3 467,3 438,2 923,2 348,1 638,1 429,1 111,1 000,768,696和462 cm-1为特征峰,但其峰强有所不同,其活性也不同,参与二次水化反应的程度也不同,因此,水泥-钢渣浆体中Ca(OH)₂的含量明显高于水泥-粉煤灰浆体和水泥-锂渣浆体的现象;但不管是矿物掺合料替代水泥还是细集料,都在浆体中发挥着火山灰活性和填充作用。含三种100%矿物掺合料砂浆的抗折强度和抗压强度均高于纯水泥砂浆,分别(锂渣、粉煤灰和钢渣)约高37.77%/51.88%,14.71%/11.70%,91.95%/34.88%,但其达到峰值的掺量不同。因此,采用矿物掺合料替代细集料是可行的,能大幅度提高工业废渣在混凝土行业中的使用,且能达到节能减排的效果。