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矿渣作为一种辅助性胶凝材料,大量用于配制混凝土。这可以综合利用工业废渣,减少水泥用量,具有较好的环境效应和经济效应。为了保证用其配制的混凝土的耐久性,水泥–矿渣复合胶凝材料浆体在服役环境中的长期性能值得关注。本文对水泥–矿渣复合胶凝材料的水化机理和长期性能进行了研究,主要研究内容和相关结论如下:(1)水泥–矿渣复合胶凝材料在常温养护下,矿渣早期反应速率慢,后期反应程度提高较多;矿渣掺量不大于70%时,掺量对其反应程度影响不大,水泥–矿渣复合胶凝料硬化浆体孔溶液pH值达到12.6以上时,可较好地激发矿渣的活性;水泥–矿渣复合胶凝材料的总反应程度低于纯水泥;高温养护能较好地激发早期矿渣的活性,使矿渣早期的反应程度提高,但后期没有进一步提升矿渣的反应程度;化学结合水量法不能准确地表征水泥–矿渣复合胶凝材料的反应程度。(2)矿渣早期的水化反应会消耗Ca(OH)2。在其活性被激发后,水化后期不再消耗较多Ca(OH)2,水泥–矿渣复合胶凝浆体中的Ca(OH)2含量较低;常温养护下早期水泥–矿渣复合胶凝材料硬化浆体的微观结构较为疏松,后期明显改善,孔隙结构优化;早期高温养护使复合胶凝材料浆体微观结构得到显著改善;水泥–矿渣复合胶凝材料中C–S–H凝胶的Ca/Si比较低,矿渣反应生成的低Ca/Si比的C–S–H凝胶呈箔片状,代替水泥水化生成的纤维状C–S–H凝胶,能更有效地填充孔隙。(3)矿渣水化反应主要生成微观力学性能高的HD C–S–H凝胶,凝胶的微观力学性能与其堆积密实度相关,与其化学组成无关。矿渣反应生成含Al的C–A–S–H凝胶,且Al在桥四面体位置替代Si;随着龄期的延长,凝胶的平均直链长度增加,随着矿渣掺量的增加,C–A–S–H凝胶的平均硅铝链长度增大,Al/Si比增加。(4)水泥–矿渣复合胶凝材料硬化浆体遭受长期软水溶蚀后,Ca(OH)2含量仍充足,C–S–H凝胶的Ca/Si比稍有降低,但没有分解的迹象。水泥–矿渣复合胶凝材料硬化浆体的孔隙率更低,表现出更好的抗溶蚀性。用水泥–矿渣复合胶凝材料制备的混凝土中,Ca(OH)2含量降低,碳化深度较大,但满足长期稳定性的要求。(5)矿渣掺量不超过70%时,水泥–矿渣复合胶凝材料硬化浆体具有更加密实的微观结构,浆体中Ca(OH)2含量的适量减少和孔溶液碱度的降低,没有影响复合胶凝材料浆体微观结构的长期稳定性。