MgO和CaO對堿礦渣混凝土抗碳化性能的影響

鄭 昊，梁詠寧，詹建偉，季 韜

(福州大學土木工程學院，福州 350108)

0 引 言

堿礦渣水泥(alkali-activated slag cement, AAS)是由磨細高爐礦渣和堿性激發劑混合而成的新型綠色膠凝材料[1]。與傳統普通硅酸鹽水泥(ordinary Portland cement, OPC)相比，堿礦渣混凝土(alkali-activated slag concrete, AASC)具有早期強度高、抗凍和抗侵蝕性能優良等特點[2-3]，但是抗碳化性能差[4-6]、易收縮開裂[7]等問題限制了其廣泛應用。

綜上所述，在AAS中摻入MgO可提高其抗碳化性能，而在AASC中是否有相同效果值得進一步研究。另外，關于CaO對AASC抗碳化性能的影響還少見報道，但有文獻[14]表示CaO可以減少AASC的干燥收縮，即具有提高AASC抗碳化性能的潛力。因此，本文對比研究了摻MgO和CaO的AASC在加速碳化環境下的力學性能、碳化深度和碳化產物等，并分析了兩者對AASC抗碳化性能的影響機理。

1 實 驗

1.1 原材料

礦渣：由漳州旭誠混凝土廠提供，S95級別，主要化學成分見表1。NaOH：由西隴科學股份有限公司提供，分析純。水玻璃原液：采用福建品杰試驗儀器有限公司生產的水玻璃，主要性能指標見表2，試驗中用NaOH將水玻璃的模數調至1.5。輕質MgO：由西隴科學股份有限公司生產，白色粉末狀固體，MgO含量大于98%(質量分數)。CaO：由西隴科學股份有限公司提供，分析純。拌合用水：采用福州市閩侯縣市政自來水。細骨料：采用閩江河砂，表觀密度2 590 kg/m3，含泥量3.8%(質量分數)，細度模數2.5，屬于Ⅲ級中砂。粗骨料：粒徑5～16 mm碎石，連續級配。

表1 礦渣主要化學成分Table 1 Main chemical composition of slag

表2 水玻璃主要性能指標Table 2 Main performance indicators of water glass

1.2 試樣制備

試驗用MgO和CaO按照9%(質量分數，下同)的替代率替代礦渣制備AASC，激發劑為水玻璃且氧化鈉當量為3%，AASC配合比見表3，表中W0表示礦渣替代率為0%，WC9表示9%的礦渣被CaO替代，WM9表示9%的礦渣被MgO取代。……