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本文研究了钢渣水泥胶凝材料中f-CaO水化膨胀规律,并建立了相应的水化膨胀数学模型。选取三种钢渣按不同掺量掺入水泥后测定了钢渣水泥样条的沸煮和压蒸膨胀率实验数据,与建立的数学模型计算所得的理论膨胀率进行比较。当钢渣掺量较低时(新余钢渣掺量低于30%,湛江钢渣掺量低于20%,首钢钢渣掺量低于25%),实际测量的膨胀率与理论膨胀率基本一致。而当钢渣掺量较高时,由于较高含量的f-CaO水化膨胀造成钢渣内部结构破坏产生大量中空结构使得胶凝材料表观体积增大,导致数学模型不再适用。因此,f-CaO水化膨胀数学模型适用于钢渣掺量在安定性良好情况下的膨胀率预测。本文还对数学模型进行适当拓展,通过对钢渣水泥胶凝材料沸煮膨胀率和压蒸膨胀率进行实验数据进行拟合,结合拓展后的f-CaO水化膨胀数学模型,得知钢渣和水泥中的f-CaO按不同水化条件将水化活性可以分为三个等级。活性较高的f-CaO会在养护期间内,即钢渣和水泥呈浆体状态时即发生水化反应,因此不参与浆体硬化后的水化膨胀;活性较低的f-CaO沸煮处理中会发生水化反应,并参与浆体硬化后的水化膨胀;活性很低的f-CaO经过压蒸处理后会发生水化反应,也参与浆体硬化后的水化膨胀。利用实验数据拟合式和钢渣水泥胶凝材料水化膨胀数学模型推导出三种钢渣及水泥中不同水化活性的f-CaO含量。本文还利用物理增强法选用玻璃纤维及利用化学活化法选用氢氧化钙对钢渣水泥砂浆进行强度增强改性,取得一定效果。最佳玻璃纤维掺量为0.6%,继续增大掺量将会导致玻璃纤维发生缠绕造成局部团聚从而造成钢渣水泥砂浆强度反而降低。利用氢氧化钙对钢渣水泥砂浆进行改性,发现当氢氧化钙掺量低于1%时,对钢渣水泥砂浆强度影响不大。而当氢氧化钙掺量高于1%时,对钢渣水泥砂浆强度具有一定的增强改性作用。最佳氢氧化钙掺量为3%,若继续提高掺量,反而间接造成钢渣水泥砂浆中胶凝活性材料含量的降低,从而降低钢渣水泥砂浆的强度。