钢渣-水泥复合堵漏材料配比优化及微观结构表征

摘要

[目的]为促进工业固废资源化，开发了一种钢渣-水泥复合堵漏材料，通过配比优化，探究其力学特性和水化机制.[方法]采用4因素3水平正交试验，考察不同影响因素对堵漏材料性能的影响，通过极差分析确定优化配比，并将优化配比浆液与纯水泥浆液进行不同养护龄期的抗压强度对比，利用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和扫描电镜对其进行水化产物和微观形貌分析.[结果]浆液性能受多因素调控：增大水灰比能延长可泵期和凝结时间，增加泌水率，但降低黏度；减水剂能有效改善浆液流动性，延长可泵期；速凝剂是调控凝结时间的第二关键因素；适量掺入钢渣对各项性能有协同优化作用，展现出替代部分水泥的潜力.经优化得到的配比为：水灰比0.5、速凝剂掺量1.5%、减水剂掺量1.5%、钢渣掺量16%.该配比制备的复合堵漏材料综合性能优良，其28 d抗压强度达到29.78 MPa,较纯水泥浆液提高了10.6%.微观结构分析表明，材料早期水化程度高，内部结构致密.[结论]本研究为钢渣在堵漏工程中的资源化利用提供了新的技术途径，所开发的环境友好型材料具有良好的工程应用前景.

关键词

堵漏材料 / 正交试验 / 配比优化 / 水化产物 / 微观形貌 / 孔隙特征

基金资助

地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室开放基金(SKLGP2023K006); 57号改建工程科研项目(HCZB-AL-2024002); 东达山隧道进口高渗透压力水预防预排综合施工技术研究; 重大危险源测控四川省重点实验室开放课题(KFKT2023-04); 成都市揭榜挂帅应急类项目(2024-JB00-00006-SN)