鋼基材表面磷酸鉀鎂水泥漿體涂層制備及其性能

單春明,楊建明,顧華健,肖學(xué)湘

(1.鹽城幼兒師范高等?？茖W(xué)校 建筑工程學(xué)院,江蘇 鹽城 224005;2.鹽城工學(xué)院 土木工程學(xué)院,江蘇 鹽城 2 2 4 0 5 1;3.江蘇承天新型建材有限公司,江蘇 鹽城 224007)

1 前 言

我國(guó)沿海地區(qū)酸雨(p H≥4)主要分布在東南沿海、長(zhǎng)三角工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū),SO2,NO2等氣體排放量大,濃度年均值>0.1mg/m3[1],雨水中酸性物質(zhì)較多。根據(jù)ISO 9223標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,以潤(rùn)濕時(shí)間、氯離子沉積速率為主要指標(biāo),沿海地區(qū)大氣腐蝕性等級(jí)多為C4級(jí)。溫度、相對(duì)濕度、降雨量、鹽霧是海洋大氣環(huán)境下影響金屬腐蝕的主要環(huán)境因素[2-4]。隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,SO2、Cl-、NO2等大氣污染物排放量明顯加大,臨海地區(qū)建(構(gòu))筑物、交通設(shè)施,如鋼結(jié)構(gòu)廠房、鋼結(jié)構(gòu)橋梁、鐵路軌道、廣播電視塔、通信信號(hào)塔等長(zhǎng)期暴露在大氣中的鋼型材外表皮受腐蝕介質(zhì)(H2O、Cl-、O2、SO2-4等)侵蝕,在鋼材表面形成無數(shù)個(gè)微小腐蝕原電池,引起電化學(xué)腐蝕[5-6],嚴(yán)重影響鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及使用安全。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局年度數(shù)據(jù)報(bào)表,我國(guó)每年因鋼結(jié)構(gòu)腐蝕成本約2.13萬億元人民幣,占國(guó)民生產(chǎn)總值的3.34%[7]。鋼結(jié)構(gòu)建(構(gòu))筑物的腐蝕,不僅污染環(huán)境,而且還危及人員、設(shè)備安全,造成工業(yè)事故。

在鋼材表面外涂保護(hù)涂料是防止腐蝕介質(zhì)侵蝕的有效辦法。常見的防腐涂層分為金屬、有機(jī)和無機(jī)涂層,其中金屬涂層多以電化學(xué)方式于基體表面形成一層具有耐腐蝕、耐磨、導(dǎo)磁等特殊性能的薄層[8]。有機(jī)涂層可在涂層內(nèi)摻入緩蝕劑、活潑金屬粉末等有機(jī)或無機(jī)物,金屬表面在短期內(nèi)形成一層致密保護(hù)層以阻止腐蝕介質(zhì)侵入,進(jìn)一步增強(qiáng)其耐腐蝕性能[9]。在涂層中摻緩蝕劑或自身含活性高的鋼材,會(huì)在鋼基底表面吸附反應(yīng)形成保護(hù)膜,阻止腐蝕介質(zhì)與鋼基底直接接觸,或有陰極保護(hù)作用[10],鋼材表面的涂層可有效隔絕腐蝕環(huán)境。但是,防銹油漆有機(jī)涂層其與金屬基底的膨脹系數(shù)相差較大,易受紫外線等因素的影響而老化變硬、易開裂、剝落,且在固化過程中揮發(fā)如苯、甲醛等化學(xué)有害致癌物質(zhì)。無機(jī)非金屬涂層可通過物理屏障保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)表面免受磨損,也可通過化學(xué)反應(yīng)結(jié)合形成防腐涂層,保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)表面[11]。鑒于有機(jī)涂層存在不耐高溫、易老化、不環(huán)保,金屬涂層會(huì)產(chǎn)生電鍍液污染環(huán)境、成本高,無機(jī)涂層低溫成膜固化慢、固化過程體積收縮大等缺陷,磷酸鉀鎂水泥以其優(yōu)良的性能和與鋼材的兼容性吸引了眾多學(xué)者的研究。

磷酸鉀鎂水泥(magnesium kalium phosphate cement,MKPC)是一種具有快硬早強(qiáng)、體積變形小、對(duì)環(huán)境友好、與鋼基材的相容性好、耐磨、抗凍、抗鹽凍剝蝕等優(yōu)點(diǎn)的新型無機(jī)膠凝材料[12-13]。MKPC 漿體噴涂于鋼材表面后由于水化初期體系p H=4～5,可在鋼基材表面形成一層致密的磷化膜,且MKPC漿體硬化后形成的保護(hù)層可顯著減輕外界環(huán)境的濕度、氯離子濃度、p H 值等各種不利因素的影響,提高鋼材的耐久性和抗腐蝕性能。美國(guó)Eon Coat公司研制成磷酸鎂防腐涂料產(chǎn)品[14],根據(jù)ASTM 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,能保證涂刷該磷酸鎂涂料后的碳鋼基層在鹽霧室中持續(xù)41 d不產(chǎn)生腐蝕,但目前僅以專利的形式公布。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的MKPC用于防腐涂層方面的研究還處于初級(jí)階段,其應(yīng)用中存在著與基材的粘結(jié)、水化過程的體積變形大局部開裂、硬化體的水穩(wěn)定性和水侵蝕導(dǎo)致的微觀結(jié)構(gòu)劣化等問題,亟需進(jìn)一步研究。隨著鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大和工作環(huán)境日趨復(fù)雜,其耐久性問題日益凸顯。在全球關(guān)注腐蝕的背景下,根據(jù)磷酸鎂水泥(MPC)在快速修補(bǔ)、高溫粘結(jié)和耐火材料等領(lǐng)域已有應(yīng)用研究,摻礦物料對(duì)MKPC進(jìn)行性能改性作為鋼結(jié)構(gòu)防腐材料的研究就具有十分重要的意義。礦物摻合料可顯著改善無機(jī)膠凝材料的理化特性。本文研究了MKPC凈漿中分別添加粉煤灰、硅灰、偏高嶺土三種礦物摻和料改性后的強(qiáng)度、體積變形、水穩(wěn)定性、耐久性、耐腐蝕等性能變化及其機(jī)理,研究開發(fā)固廢利用、保護(hù)環(huán)境、維護(hù)周期長(zhǎng)且價(jià)格低的新型無機(jī)防腐涂料,為沿海地區(qū)鋼基材建(構(gòu))筑物的腐蝕問題提供理論依據(jù)。

2 實(shí) 驗(yàn)

2.1 材料

試驗(yàn)用MKPC凈漿由重?zé)趸V(MgO)(電工級(jí)鎂砂,平均粒徑為45.26μm,比表面積為216 m2·kg-1)、磷酸二氫鉀(代號(hào)KDP)(主粒度為245～350μm)、復(fù)合緩凝劑(代號(hào)CR,由硼砂等試劑按比例實(shí)驗(yàn)室自制)按一定比例制成。三種礦物摻和料分別為粉煤灰(代號(hào)FA,平均粒徑45.12μm)、硅灰(代號(hào)SF,粒徑為0.01～0.5μm)和偏高嶺土(代號(hào)MK,平均粒徑約為10μm)。各種粉末的主要化學(xué)組成見表1。

表1 原材料的主要化學(xué)組成Table 1 Chemical compositions of raw materials

2.2 試件制備與養(yǎng)護(hù)

根據(jù)課題組前期的研究成果[15],試驗(yàn)取酸堿質(zhì)量比(m(KDP)/m(MgO))為0.4、水膠比(m(W)/m(MKPC))為0.15、復(fù)合緩凝劑摻量(m(CR)/m(MgO))為0.125,水玻璃(Na2SiO3溶液,濃度為0.33)摻量m(WG)/m(MKPC)為0.02。三種礦物摻合料按比例內(nèi)摻配制,得到的MKPC凈漿配合比見表2所示。

表2 MKPC水泥漿體的配合比Table 2 Mixing ratios of MKPC mortars(mass ratio)

試件尺寸:(1)40 mm×40 mm×160 mm,用于測(cè)試MKPC 試件的抗壓和粘結(jié)強(qiáng)度;(2)25 mm×25 mm×280 mm,用于測(cè)試MKPC 試件硬化體的干縮變形。

試件制備使用NLD-3型水泥膠砂流動(dòng)度測(cè)試儀,參考GB/T 2419-2005《水泥膠砂流動(dòng)度測(cè)定方法》。試驗(yàn)制作MKPC 漿體,將CR 和K 倒入砂漿攪拌機(jī)內(nèi),加入適量的水慢速攪拌1 min,然后再添加Mg O、摻合料和剩余的水,快速攪拌3 min后成型試件,自然養(yǎng)護(hù)5 h后脫模。試件分別在自然養(yǎng)護(hù)(溫度為(20±5)℃,相對(duì)濕度為50%～70%)和淡水養(yǎng)護(hù)(將試件自然養(yǎng)護(hù)1 d后浸入水中),至相應(yīng)齡期。

2.3 試驗(yàn)方法

YZH-300·10恒加載水泥強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī),測(cè)試參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17671-1999,抗壓強(qiáng)度以(2.4±0.2)k N/s進(jìn)行加載,抗折強(qiáng)度以(50±10)N/s進(jìn)行加載;粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)試時(shí)先成型普通硅酸鹽棱柱體,養(yǎng)護(hù)至28 d(抗壓強(qiáng)度34.2 MPa以上)后從中間截?cái)嗪笤俜湃朐嚹Ｖ?在中間澆筑MKPC砂漿與其粘結(jié);試件體積變形干縮率參照《水泥膠砂干縮試驗(yàn)方法》JC/T 603-2004,前7 d內(nèi)每天測(cè)量一次,以后每隔3 d測(cè)量一次直至穩(wěn)定;吸水率參照J(rèn)GJ/T 70-2009;漿體凝結(jié)時(shí)間用水化放熱溫度來表征,當(dāng)體系溫度不再升高時(shí),即為終凝。

采用QUA200型掃描筆鏡(SEM)觀察MKPC水化產(chǎn)物微觀形貌,P1～P4試件在淡水中養(yǎng)護(hù)28 d齡期后取出,在40 ℃下真空烘干至恒重后進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn),然后選取試件表皮處作為觀察樣品,取部分樣品磨成粉末并過200μm 篩存放于密封袋中。MKPC硬化體水化產(chǎn)物形貌采用Nova Nano SEM450型SEM 觀察;MKPC漿體的物相組成采用D/max-RB型X 射衍射儀(XRD)測(cè)定。

3 結(jié)果與討論

3.1 礦物摻和料對(duì)MKPC凈漿流動(dòng)度的影響

摻入礦物料后MKPC 漿體的流動(dòng)度變化如圖1所示。由圖示可知P2～P4漿體的流動(dòng)度均低于空白組P1。分析其原因,本試驗(yàn)水膠比較大,漿體本身流動(dòng)度較高,添加了三種礦物摻合料后,礦物摻合料表面先被水潤(rùn)濕、反應(yīng),消耗了游離水,致流動(dòng)度降低。摻FA 后流動(dòng)度為270 mm,降低幅度最小,主要原因是FA 顆粒呈球形和良好的級(jí)配,能在漿體中發(fā)揮“解絮作用”,釋放部分游離水,因此對(duì)漿體的流動(dòng)性影響較小。MK 顆粒不規(guī)則,相互之間摩擦阻力較大,但是一種高活性礦物摻和料,在水膠比較大的條件下,磷酸鹽溶解后與MK 中SiO2、Al2O3等反應(yīng)生成流態(tài)膠凝物質(zhì),起到一定的潤(rùn)滑作用,漿體仍呈自流平。SF 顆粒細(xì)度小于1μm 的微粒占80%以上,比表面積大,需水量大,摻入后漿體流動(dòng)度降低明顯,已不具備自流平功能。

圖1 不同礦物摻合料的MKPC凈漿流動(dòng)度Fig.1 Fluidity of MKPC paste with different mineral admixtures

3.2 礦物摻和料對(duì)MKPC凈漿強(qiáng)度變化的影響

由圖2可知,在自然養(yǎng)護(hù)下隨著養(yǎng)護(hù)齡期的延長(zhǎng),強(qiáng)度也逐步增長(zhǎng),且P2～P4試件在各個(gè)齡期的強(qiáng)度均高于P1試件。其中,P2試件5 h抗壓強(qiáng)度達(dá)25.4 MPa,增長(zhǎng)最快;P3試件3 d抗壓強(qiáng)度較同齡期P1試件提高了1.73%;28 d齡期時(shí)P3試件抗壓強(qiáng)度為61.1 MPa,比同齡期P1試件提高了5.91%。試件P2～P4抗折強(qiáng)度的發(fā)展趨勢(shì)與抗壓強(qiáng)度基本相同。試驗(yàn)結(jié)果表明,摻礦物料能提高M(jìn)KPC 凈漿的強(qiáng)度,體系的初期水化溫度與空白組相比都有所提高,這是由于物理-化學(xué)兩方面因素形成的。一方面,礦物摻合料顆粒扮演了磷酸鹽類水化產(chǎn)物(MKP)成核劑的重要角色,異相成核效應(yīng)導(dǎo)致了水化溫度升高;另一方面,MK 和FA中含活性物質(zhì)反應(yīng)后生成磷酸鋁鹽類化合物(見圖7、8),填充在晶體孔隙間,提高了MKPC 硬化體后期強(qiáng)度的發(fā)展;這兩方面共同作用使摻入礦物摻合料的MKPC漿體的強(qiáng)度與空白組相比均有提升。

圖2 摻不同礦物摻合料后MKPC凈漿的抗壓(a)和抗折強(qiáng)度(b)Fig.2 Compressive and flexural strength of MKPC paste with different mineral admixtures

由圖3可知,MKPC漿體的粘結(jié)抗折強(qiáng)度不隨養(yǎng)護(hù)齡期的增長(zhǎng)而直線上升,P1的抗壓強(qiáng)度甚至與養(yǎng)護(hù)時(shí)間成反比;P2、P3在1 d齡期時(shí)粘結(jié)強(qiáng)度上升到最高值后開始倒縮;28 d粘結(jié)抗折強(qiáng)度倒縮至1d強(qiáng)度的一半;P4 的粘結(jié)抗折強(qiáng)度穩(wěn)定增長(zhǎng)。試驗(yàn)結(jié)果表明,FA 改善MKPC 漿體粘結(jié)性能效果最佳,這是因?yàn)镕A 中的活性物質(zhì)SiO2和Al2O3會(huì)發(fā)生反應(yīng),生成磷酸類物質(zhì)產(chǎn)生了化學(xué)結(jié)合力。

圖3 不同礦物摻和料的MKPC的粘結(jié)強(qiáng)度Fig.3 Bending Bond strength of MKPC paste with different mineral admixtures

MKPC漿體粘結(jié)抗折強(qiáng)度倒縮的主要原因有以下幾點(diǎn):一是MKPC 硬化漿體在水化過程中體積變形,而硅酸鹽水泥漿體基本已水化完全,體積相對(duì)穩(wěn)定,新老結(jié)合面間會(huì)形成微引力導(dǎo)致粘結(jié)抗折強(qiáng)度的倒縮;二是磷酸鉀鎂水化體系中的磷酸鹽可與硅酸鹽水泥中的Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)生成磷酸鈣類水化產(chǎn)物,化學(xué)結(jié)合力增強(qiáng)其粘結(jié)強(qiáng)度;而礦物摻合料可顯著影響其水化程度和體積變形,在這兩方面作用下,各配比的MKPC漿體呈現(xiàn)出與抗壓和抗折強(qiáng)度規(guī)律完全不同的粘結(jié)抗折強(qiáng)度。但綜合其三方面的機(jī)械強(qiáng)度表現(xiàn),摻FA 后MKPC 漿體表現(xiàn)最優(yōu),具有較好的應(yīng)用前景。

3.3 礦物摻和料對(duì)MKPC凈漿體積變形的影響

圖4是試件在60 d自然養(yǎng)護(hù)下的體積變化。從圖可見,MKPC硬化體總體呈膨脹趨勢(shì),這是因?yàn)樯傻腗KP 不但填充了基體間孔隙,而且補(bǔ)償硬化體的干燥收縮。試件P1、P3和P4早期有收縮過程,后期趨于膨脹,P2體積一直處于膨脹狀態(tài),原因是在這幾種摻合料中硅灰雖不參與水化反應(yīng),但由于其粒徑最小,比表面積遠(yuǎn)大于其他礦物摻合料,充分發(fā)揮了其成核效應(yīng),使水化初期便出現(xiàn)微膨脹。硬化漿體在自然養(yǎng)護(hù)40 d后體積變化趨于穩(wěn)定,FA 和MK 中高活性的Al2O3可與磷酸鹽發(fā)生反應(yīng),生成無定形的磷酸鋁鹽類凝膠[16]填充MgO 顆粒間孔隙,提高基體的密實(shí)度,減少水分蒸發(fā),縮小孔隙的收縮,抵抗了基體的體積變形[16-17]。

圖4 不同礦物摻和料的MKPC凈漿體積變形Fig.4 Volume deformation of MKPC paste with different mineral admixtures

3.4 礦物摻和料對(duì)MKPC凈漿水化溫度的影響

從圖5可以看出試件的水化反應(yīng)都出現(xiàn)兩個(gè)放熱峰值和一個(gè)溫度穩(wěn)定的放熱特性的過程。兩個(gè)溫度峰值出現(xiàn)的時(shí)間間隔應(yīng)與MKPC 漿體的原材料有關(guān)。P2漿體對(duì)MKPC 凈漿水化放熱溫度的影響最小,是因?yàn)镾F粒徑最細(xì),比表面積大,在反應(yīng)過程中消耗了大量的水而減緩了MKP 的生成速度,溫度峰值也隨之下降。P4漿體第一個(gè)溫度峰較參照組P1低,但第二個(gè)溫度峰提高并提前了出現(xiàn)時(shí)間,是因?yàn)镸KPC的水化反應(yīng)本質(zhì)是酸堿中和的放熱反應(yīng),FA 中的CaO溶解度較高,使?jié){體早期水化加快,溫度峰提前。P3漿體縮短了第二個(gè)溫度峰出現(xiàn)的時(shí)間,因此水化溫度的影響順序依次是SF、MK、FA。試驗(yàn)表明,在第二個(gè)峰值到來之前,P1-P4漿體都處于可塑狀態(tài),滿足施工操作時(shí)間要求。

圖5 不同礦物摻和料的MKPC凈漿水化溫度Fig.5 Hydration temperature of MKPC paste with different mineral admixtures

3.5 礦物摻和料對(duì)MKPC凈漿耐久性的影響

試件P1在淡水和循環(huán)水兩種侵蝕環(huán)境下的粘結(jié)強(qiáng)度變化如圖6所示。從圖可見,兩種侵蝕環(huán)境下試件的粘結(jié)強(qiáng)度均隨侵蝕齡期的延長(zhǎng)而大幅降低。淡水環(huán)境下,試件齡期120 d粘結(jié)強(qiáng)度為0.98 MPa,強(qiáng)度衰減了78.79%;循環(huán)水作用下,試件齡期120 d粘結(jié)強(qiáng)度為0.39 MPa,強(qiáng)度衰減幅度91.56%。

圖6 不同侵蝕環(huán)境下P1的粘結(jié)強(qiáng)度Fig.6 Bending bond strength of P1 in different corrosion environments

試件成型1 d后再在水中浸泡27 d的強(qiáng)度與強(qiáng)度損失率如表3所示。由表可知,試件P2水穩(wěn)定性佳,試件P4早期耐水性能低。SF 粒徑最小,其主要成分SiO2在硬化體中以微粒形式填充孔隙,不參加水化反應(yīng)體積不發(fā)生變形,結(jié)構(gòu)體系致密,能抵御變形,體積穩(wěn)定性最佳。由表3中的粘結(jié)強(qiáng)度可知,淡水養(yǎng)護(hù)環(huán)境對(duì)試件P2～P4的粘結(jié)強(qiáng)度穩(wěn)定增強(qiáng)。這是由于礦物摻和料的加入使MKPC 凈漿中的硅酸鎂和含鋁的磷酸鹽類物質(zhì)明顯增多[18],使早期水化反應(yīng)更加充分,結(jié)構(gòu)體系更加致密,阻止了水進(jìn)入內(nèi)部而導(dǎo)致的侵蝕破壞,從而改善了MKPC的耐水性能。

表3 MKPC漿體淡水養(yǎng)護(hù)中強(qiáng)度與強(qiáng)度損失率Table 3 Strength and strength loss ratio of MKPC pastes in water curing

3.6 礦物摻和料對(duì)MKPC試件吸水率的影響

從表4可見,P2試件吸水率最低,這是因?yàn)镾F顆粒粒徑最小,主要成分僅以微粒形式填充孔隙,不參加水化反應(yīng),結(jié)構(gòu)體系最為致密,硬化體水穩(wěn)性佳、體積穩(wěn)定性好,60 d試件體積幾乎無變化。但是P3、P4漿體中摻MK 和FA 后,與KDP再次發(fā)生水化反應(yīng),生成新的膠凝物質(zhì),填充試件開口孔的孔隙,進(jìn)一步改善了MKPC硬化體的結(jié)構(gòu),提高了結(jié)構(gòu)致密性,減小了MKPC硬化體的體積變形、降低吸水率、提高了硬化體的體積穩(wěn)定性,但這種填充增加強(qiáng)度效果不及摻合料顆粒本身的物理填充作用強(qiáng)。

表4 摻礦物料后MKPC試件的吸水率Table 4 Water absorption of MKPC specimens after mineral admixtures

3.7 微觀分析

3.7.1 物相分析 圖7為試件P1～P4試件在不同養(yǎng)護(hù)條件下28 d齡期時(shí)硬化體的XRD 圖譜。從圖7b可見,試件P2在自然養(yǎng)護(hù)和淡水養(yǎng)護(hù)下,二者差別很小。圖7c可知,試件P3中含有大量的活性Al2O3,存在一些彌散峰,應(yīng)該是新生成的磷鉀石(KAl2(PO4)2·2H2O)、Mg Al2(PO4)2(OH)2等無定形水化產(chǎn)物。圖7d試件P4中,FA 的稀釋作用使?jié){體水化反應(yīng)充分,生成了MgSiO3和Al(OH)3水化產(chǎn)物,充實(shí)硬化體間空隙,從而提高了MKPC 凈漿耐侵蝕性能[18]。

圖7 P1～P4在不同養(yǎng)護(hù)環(huán)境中的XRD圖譜Fig.7 XRD patterns of P1-P4 in different curing environments(a)specimen P1;(b)specimen P2;(c)specimen P3;(d)specimen P4

3.7.2 SEM 觀察 圖8為試件P1～P4在自然和淡水養(yǎng)護(hù)28 d齡期的SEM 圖片。從圖可見,不同的礦物摻和料對(duì)MKPC試件斷面的微觀形貌影響很大。試件P2與P1相比,水化產(chǎn)物晶體變成了塊狀,相互交疊,并有小顆粒嵌于塊狀物表面,減少了產(chǎn)物的裂縫和孔隙。試件P2淡水養(yǎng)護(hù)(圖8d)下,晶體重新呈柱狀,有細(xì)小的顆粒附著于水化產(chǎn)物表面。P3水化產(chǎn)物(圖8e)呈塊狀,有更多的水化物顆粒相互堆積,無序排列,且存在少數(shù)孔洞。P3淡水養(yǎng)護(hù)下(圖8f),呈柱狀的水化產(chǎn)物相互有序排列,有絮狀物質(zhì)緊密填充于空隙間。P4與P3相比,出現(xiàn)形狀各異的晶體錯(cuò)亂堆疊,晶體間有可見的孔洞,且孔洞中有未參與反應(yīng)的FA 顆粒,無明顯的界面過渡區(qū)。P4淡水養(yǎng)護(hù)(圖8h)下,粉煤灰顆粒表面附著有水化產(chǎn)物,無定形絮狀物減少,粉煤灰的球形顆粒存在于水化產(chǎn)物之間。

5 結(jié) 論

1.在摻入水玻璃的MKPC 凈漿中再摻礦物粉末,會(huì)減少漿體的流動(dòng)性,摻FA 和MK 后漿體仍具有自流平功能。

2.摻入三種礦物合料后的MKPC 漿體早期水化反應(yīng)更加充分,加之礦粉的微集料和火山灰效應(yīng),使?jié){體早期強(qiáng)度得到有效提高;三種摻合料中SF 憑借其異相成核效應(yīng)對(duì)早期強(qiáng)度提升最為明顯,摻MK 后其28 d抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度最高;摻SF 與MK 對(duì)漿體粘結(jié)抗折強(qiáng)度的提升有限,存在強(qiáng)度倒縮現(xiàn)象;FA 對(duì)粘結(jié)抗折強(qiáng)度改善效果最佳,應(yīng)用前景廣闊。

3.摻入礦物合料后,水化反應(yīng)提前,在物理-化學(xué)兩方面作用下使硬化體的體積膨脹更為明顯。摻入礦合物料后能改善MKPC硬化體的孔結(jié)構(gòu),使結(jié)構(gòu)更加致密,從而改善MKPC耐侵蝕性。