柳钢矿渣和粉煤灰的掺量对强度的试验结果与分析

矿渣在复合激发剂的作用下，矿渣胶凝材料的抗压、抗折强度的试验结果如图4.2.1和图4.2.2所示。

图4.2.1　复合激发剂掺量对抗折强度影响曲线

图4.2.2　复合激发剂掺量对抗压强度影响曲线

图4.2.1和图4.2.2分别给出了复合激发剂的掺量对胶砂试块的抗折强度和抗压强度的影响曲线。由图可知，随着复合激发剂质量分数由3%～5%的增加，其各龄期的强度也逐渐增加。当复合激发剂的质量分数达5%时，其3d的强度为33.02MPa，7d的强度为47.21MPa，28d的强度为60.24MPa，说明复合激发剂对矿渣具有良好的激发水化作用。另外，随着复合激发剂掺量的增加，胶凝材料的强度呈现出先增长后降低的趋势。在复合激发剂掺量较少时，胶凝材料的强度增长趋势较为缓慢，当激发剂掺量达到5%时，抗折强度和抗压强度均达到最高峰，之后强度又出现了缓慢下降的趋势。(https://www.xing528.com)

这可能是因为复合激发剂各组分水解后可提高水化液相的p H值，使矿渣中玻璃态硅氧网络迅速解离，加速水化反应；硫酸盐与硅酸盐能与矿渣溶于水得到的Ca2+，Al3+离子等反应生成C-S-H凝胶或水化铝硅酸钙，降低了Ca2+和Al3+等离子浓度，使矿渣中含CaO和Al2O3成分与液相中Ca2+和Al3+等离子的浓度平衡破坏，从而加快了矿渣粉中含CaO和Al2O3成分的溶出，促进矿渣和硅酸钠的进一步水解。当复合激发剂的质量分数增加为5%～6%时，胶凝体系水化过程中液相碱度增加，水化反应加速，水化产物增多，使胶凝体系强度增加，早期强度增加尤为明显。这是因为矿渣胶凝材料水化后，存在大量OH-促进矿渣的迅速水化，也促进水化产物C-S-H的生成，生成的水化产物使浆体孔隙得到填充，结构致密，致使早期强度较高。当复合激发剂的质量分数超过一定值后，强度增加不明显，甚至有下降现象。其原因可能包括以下两个方面：

（1）水化后期Na+高所致。

（2）Na2O可与已生成的水化相再度结合为沸石类水化物及霞石类水化铝硅酸盐，使先期形成的C-S-H有晶化趋势，使强度降低。

由图4.2.1和图4.2.2可知，复合激发剂的质量分数为3%～5%时，胶凝体系强度的增加较明显；复合激发剂的质量百分数为5%～6%时，胶凝体系强度的增幅较小，甚至出现下降趋势。另外，复合激发剂的掺入量过多时，对活性激发效果并没有明显的提高，但是原料成本会大幅增加。所以，综合考虑激发效果和经济效益等因素，选取掺入5%的复合激发剂。