随着我国污水处理行业的快速发展,污泥排放量正逐年递增。污泥作为污水处理过程中的副产物,其中包含了大量有毒有害物质,如不能进行安全合理的处理处置,将造成严重的环境污染。将污泥进行干化及焚烧处理,一方面可以实现污泥大批量的减量化、无害化和稳定化,另一方面焚烧后的污泥灰以Si O2、Fe2O3、Al2O3等为主要无机组分,且具有一定的火山灰活性,可以作为辅助胶凝材料应用于水泥基材料中。目前,国内外对于污泥灰对水泥基材料耐高温性能的影响及其作用机理的研究极少。考虑到建筑材料的耐高温性能对建筑结构及其使用者安全性的重要意义,此方面研究的缺乏也就大大制约了污泥灰的建材化应用。鉴于此,本课题通过制备不同污泥灰掺量的水泥石,研究其在不同温度高温作用后的力学性能。利用XRD、FTIR、DTA、MIP和SEM等微观表征测试技术,分析了污泥灰对高温作用下水泥石化学组成和微观结构演变的影响,进而阐明了污泥灰对水泥石耐高温性能的影响机理。研究结果表明:污泥灰掺量为10%时,水泥石在600-1000℃的高温条件作用后均显示出了高于对照组水泥石的残余抗压强度和体积稳定性,水泥石的耐高温性能得到显著提升。高温作用下水泥石中钙矾石、氢氧化钙和碳酸钙的大量分解以及C-S-H凝胶的解聚导致基体中孔径粗化,孔隙率和孔体积增加。随着高温作用温度的升高,水泥石中的骨架结构被破坏,微观结构松散,基体内部缺陷和裂缝增加,最终造成了水泥石力学性能的急剧劣化直至失效。污泥灰掺加后,在600-800℃的高温作用下,高温作用所产生的热能促进了水泥石中污泥灰和氢氧化钙的火山灰反应,从而生成一定量的C-S-H凝胶以增强基体;在900-1000℃的极高温条件作用下,污泥灰促进了水泥石中钙铝黄长石相的生成,钙铝黄长石在高温下呈熔融态,可以填充水泥石基体中的孔隙和微裂缝。这些化学组成演变过程导致高温条件作用后水泥石基体中的孔隙率增幅、临界孔径粗化程度以及微裂缝的宽度和深度等都出现了显著的降低,最终使得水泥石的力学性能劣化程度降低,耐高温性能提升。