陶瓷抛光渣与硅灰对碱-硅酸反应的抑制作用

摘要

为探究陶瓷抛光渣（ceramic polishing waste, CPW）和硅灰（silica fume, SF）对碱-硅酸反应（alkali-silica reaction, ASR）诱发有害膨胀的影响，采用不同质量的CPW和SF替代等质量水泥进行快速砂浆棒碱骨料反应试验，并制备与砂浆棒相同质量分数的混凝土试件进行强度测试。采用X射线衍射、扫描电镜和能谱分析等方法对砂浆棒中水化产物、微观结构和凝胶物质的元素组成进行分析，明确ASR抑制机理。结果表明，抛光渣的膨胀抑制效果随质量分数的增加而增强，30%的抛光渣可以有效抑制ASR膨胀。二元复掺可以提高ASR抑制作用，但当CPW和SF的质量分数和超过30%时可能会造成混凝土强度的损失；陶瓷抛光渣与硅灰之间存在良好的协同作用，抛光渣中的Al₂O₃消耗碱离子并促进多种非膨胀性架状铝硅酸盐矿物的形成，其与硅灰的火山灰效应可增强凝胶的缚碱能力，进一步降低碱离子对ASR膨胀的危害。

关键词

碱-硅酸反应 / 陶瓷抛光渣 / 硅灰 / 抑制机理 / 铝硅酸盐矿物