露天礦用粉煤灰-礦渣基地聚合物泛堿現(xiàn)象研究

王少雷，趙彬宇

（1.中天合創(chuàng)能源有限責(zé)任公司煤炭分公司 門(mén)克慶煤礦，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000；2.內(nèi)蒙古電投能源股份有限公司 南露天煤礦，內(nèi)蒙古 霍林郭勒 029200）

以粉煤灰、礦渣、赤泥和偏高嶺土等硅鋁質(zhì)材料為基礎(chǔ)的地聚合物材料不僅具有和普通水泥[1]相當(dāng)?shù)牧W(xué)性能，相比于混凝土在生產(chǎn)和工程使用過(guò)程中會(huì)排放更低的溫室氣體[2]，在消耗工業(yè)固廢和尾礦方面也具有重要意義，是21 世紀(jì)最具環(huán)保性的可以替代水泥的新型材料[3]。隨著露天礦產(chǎn)能的逐年擴(kuò)增，礦山道路的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提升。露天礦山道路質(zhì)量會(huì)對(duì)礦山的生產(chǎn)效率及生產(chǎn)安全性產(chǎn)生直接影響。粉煤灰作為地聚合物原材料需要高溫養(yǎng)護(hù)獲得高強(qiáng)度力學(xué)性能，添加礦渣能明顯改善其在常溫條件下的力學(xué)性能[4-7]。Ankur Mehta[8]在研究中發(fā)現(xiàn)礦渣作為添加劑除了聚合產(chǎn)物之外，還含有額外的鈣基水合產(chǎn)物，Sanjay Kumar 等[9]確定鈣基水合產(chǎn)物為硅酸鈣水合物凝膠（CASH）。硅酸鈣水合物凝膠具有更緊密的基質(zhì)，這解釋了礦渣作為粉煤灰的添加劑提高粉煤灰基地聚合物材料的抗壓強(qiáng)度。

1960 年Ritchie 等指出了建筑材料存在的泛堿問(wèn)題[10-11]。在其他建筑材料的研究中[12-14]，同樣出現(xiàn)結(jié)晶物質(zhì)在水的作用下經(jīng)過(guò)空隙到達(dá)建筑物表面后與空氣中CO2反應(yīng)形成白色結(jié)晶物質(zhì)，隨后會(huì)掉皮、脫落，這對(duì)建筑材料的強(qiáng)度性能有負(fù)面影響。粉煤灰－礦渣基地聚合物材料同樣存在表面泛堿問(wèn)題，這制約著該材料在工程中的應(yīng)用。……