【摘 要】
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白泥是造纸行业的固弃物,主要成分为CaCO3,含有残余碱金属离子（例如Na+、Mg2+）。由于缺乏大规模的消纳手段,目前大部分白泥仍被直接堆放或就地掩埋,不仅占用了土地资源,而且会对环境造成了严重污染。为探究白泥用于复合制备碱矿渣胶凝材料的可行性,将白泥以一定比例替代矿渣（0～30wt%）,采用不同碱激发剂制备了碱白泥-矿渣胶凝材料。开展物理力学性能、水化机理和抗碳化性能研究。主要内容和结论如下:
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白泥是造纸行业的固弃物,主要成分为CaCO3,含有残余碱金属离子（例如Na+、Mg2+）。由于缺乏大规模的消纳手段,目前大部分白泥仍被直接堆放或就地掩埋,不仅占用了土地资源,而且会对环境造成了严重污染。为探究白泥用于复合制备碱矿渣胶凝材料的可行性,将白泥以一定比例替代矿渣（0～30wt%）,采用不同碱激发剂制备了碱白泥-矿渣胶凝材料。开展物理力学性能、水化机理和抗碳化性能研究。主要内容和结论如下:首先,分析了白泥和碱激发剂种类对碱矿渣胶凝材料净浆试样的流动度、凝结时间和抗压强度的影响。试验结果表明,随着白泥掺量增加,流动度降低,初凝和终凝时间缩短,抗压强度呈先增加后降低的趋势。同时,水玻璃激发白泥-矿渣胶凝材料体系的强度普遍高于NaOH激发体系,15 wt%掺量时两种碱激发剂体系的强度最高,分别为134.73 MPa、84.15 MPa。其次,结合XRD、FTIR、TGA和扫描电镜技术分析了碱白泥-矿渣胶凝材料的水化产物和微观结构。试验结果表明,NaOH激发体系、水玻璃激发体系的主要反应产物均为低Ca/Si比C-（N）-A-S-H凝胶。白泥的Na+和Ca2+参与聚合反应加快了前期的水化反应速率,提高了凝胶产物的Ca/（Si+Al）,降低了交联程度和聚合度;Mg2+和CO32-促进Mg-Al沉淀,形成了层状氢氧化物水滑石。但过量白泥则会降低体系中的活性前驱体含量,导致体系中Si、Al含量降低,减少凝胶产物生成,降低微观结构密实度。最后,以碳化深度、碳化后的抗压强度和显微硬度为碳化程度指标,通过XRD、FTIR、TGA分析,以及扫描电镜和图像处理技术相结合的方法,评价了碱白泥矿渣胶凝材料的抗碳化性能。试验结果表明,碳化产物为CaCO3和脱钙硅胶。抗碳化性能主要取决于凝胶产物的含量。由于Mg2+能够迁移至方解石晶格中增加方解石的溶解度,促进生成Mg-Al水滑石吸收二氧化碳,降低碳化程度;Ca2+会在凝胶产物碳化脱钙后发生迁移以平衡电荷,降低脱钙敏感度。适量掺入白泥（15 wt%）有助于提高材料的抗碳化性能。
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