硅基材料和矿渣应用于水泥基材料的研究进展

摘要

水泥基材料是目前使用量最大的建筑材料,在实际应用过程中,水泥基材料会出现损坏,达不到预期的性能要求。水泥水化产物中存在大量结晶的Ca(OH)_(2),影响各种水泥水化产物之间的粘结性,造成水泥基材料性能的降低。如何增强水泥基材料的性能成了国内外研究的热点,需要找到能够有效改善水泥基材料性能的方法。查阅国内外相关文献发现,将粉煤灰、硅灰、纳米SiO_(2)(因三种材料的主要组分为SiO_(2),以下统称为硅基材料)或矿渣掺入到水泥基材料中,因其具有火山灰反应,并能起到填充作用,可明显提高水泥基材料的性能。掺合料的加入可降低水泥基材料中Ca(OH)_(2)含量,减小其晶粒尺寸,使C-S-H凝胶的数量增多,改善水泥基材料的孔隙率,提高其性能。粉煤灰和矿渣成分中有部分玻璃态物质,能减少水泥浆体用水量,增加和易性;具有较低的火山灰性,适量掺入能降低水泥浆体的水化速度;含有粉煤灰或矿渣的水泥基材料早期强度较低,后期强度较高。硅灰与纳米SiO_(2)的火山灰活性较高,能促进水化,适量掺入能够使水泥基材料早期强度大幅提高,但后期强度发展较慢;同时也会增大水泥基材料早期收缩,增加其结构开裂的风险。不同掺合料复掺后能产生协同增强效应,可获得性能优异的复掺改性水泥基材料。本文主要介绍了硅基材料和矿渣在水泥基材料中的应用,从反应机理、水化热、强度、孔隙率等方面来阐述其在水泥基材料中的研究现状和相关成果。对目前研究中存在的相关问题进行了分析总结,以期为制备性能优异的水泥基材料提供一定的参考。