堿激發鐵尾礦泡沫混凝土的制備及其性能

摘 要：為了資源化利用鐵尾礦，以鐵尾礦、粉煤灰、礦渣為原料，通過堿激發膠凝材料部分替代水泥制備泡沫混凝土，分析了堿激發膠凝材料、泡沫、水膠比、聚乙烯醇等對泡沫混凝土抗壓強度和導熱系數的影響，并利用電鏡掃描、Ｘ射線衍射分析其微觀結構及反應機理。結果表明，當堿激發膠凝材料摻量為４０％、水膠比為０.４０、聚乙烯醇為１％時，２８ｄ最大抗壓強度為４.９９ＭＰａ，干表觀密度為７８４ｋｇ／ｍ３，導熱系數為０.１９０９Ｗ／（ｍ·Ｋ），滿足規范要求。

關 鍵 詞：鐵尾礦；粉煤灰；堿激發；泡沫混凝土；抗壓強度；保溫性能；微觀結構

中圖分類號：ＴＵ５２６ 文獻標志碼：Ａ 文章編號：１０００－１６４６（２０２４）０２－０２１９－０６

目前，我國存在尾礦大量堆放、尾礦庫潰壩和環境污染等問題［１］。鐵尾礦中含有較高的二氧化硅，但其二氧化硅大多為晶體結構，并不具備火山灰活性，使用相應的物理化學手段激發鐵尾礦的火山灰活性使其作為混凝土摻合料應用于建筑領域，具有可替代水泥的作用［２］。泡沫混凝土作為一種輕質高強、隔熱保溫新型材料，可應用在預制非結構構件、隔墻板、保溫墻板等領域［３－４］。影響泡沫混凝土性能的因素有很多，例如：水泥、發泡劑、水膠比、其他材料的種類與摻量［５］，本文采用堿激發膠凝材料制備泡沫混凝土在保證性能指標的前提下，可降低成本，并大量消耗工業固廢。

目前，眾多學者針對如何提高泡沫混凝土強度和保溫性能進行了研究，并取得了大量的研究成果。張磊等［６］以生土、水泥、聚羧酸減水劑等材料制備了泡沫混凝土，結果表明，隨著泡沫摻量的增大，生土泡沫混凝土的孔隙率逐漸增加，孔徑逐漸增大，導熱系數逐漸降低；徐方等［７］采用地聚合物制備泡沫混凝土，結果表明，孔結構參數和性能不同的泡沫混凝土會影響試件的成孔過程及相關性能；ＧＯＮＧ等［８］通過對泡沫混凝土抗壓強度影響因素的研究，發現不同干表觀密度的泡沫混凝土的抗壓強度主要由孔隙結構決定。