风积沙粉体对风积沙混凝土微观力学性能的影响及提升机理分析

摘要

针对风积沙在大掺量替代河砂的情况下会导致混凝土力学性能下降的问题，本文采取“以废治废”的思路，将风积沙磨细制备风积沙粉，并以10%、20%、30%的比例替代风积沙混凝土中的水泥，通过纳米压痕试验与压汞试验（MIP）探究风积沙粉对风积沙混凝土微观力学性能的影响及提升机理。结果表明：在掺入风积沙粉后，风积沙混凝土的微观力学性能得到较大提升；20%的风积沙粉掺量相比其他掺量，对风积沙混凝土界面过渡区（ITZ）的压痕模量与硬度提升最为明显，使二者平均值分别提升了19.9%与25.9%；且从水化物相的压痕模量、硬度及体积分数来看，20%的风积沙粉掺量使风积沙混凝土ITZ的水化物相的模量及硬度均得到较大提升，低密度水化硅酸钙凝胶（LDC-S-H）及孔隙含量减少，高密度水化硅酸钙凝胶（HDC-S-H）与氢氧化钙含量上升，进而促使风积沙混凝土内部>100 nm的孔隙体积分数减少，<100 nm的孔隙体积分数增多，优化了低碳混凝土的孔隙结构，使界面过渡区产生缩进现象，厚度减小10μm，提升了微观力学性能。该研究为固废材料在混凝土中大掺量的使用提供了新思路、新见解。

关键词

风积沙 / 风积沙粉 / 微观力学性能 / 界面过渡区