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随着新时代经济快速发展,我国固体废弃物产量全球第一,每年产生大量的建筑废弃物、工业固体废弃物如矿渣、粉煤灰、偏高岭土。另外,我国的水泥生产与消耗量也是长年高居不下。固废物的堆积和水泥生产与消耗对我国生态环境产生了巨大的冲击。为此,本研究从节能环保和高性能的目标出发,以碱溶液激发的矿渣、粉煤灰和偏高岭土作为胶凝材料完全替代水泥,再生粗骨料部分或完全替代天然粗骨料,研制新型绿色高性能混凝土材料—矿渣-粉煤灰基地质聚合物再生混凝土(SF-GRAC)和矿渣-偏高岭土基地质聚合物再生混凝土(KS-GRAC)。通过实施一系列的轴压试验,探讨再生粗骨料取代率、水胶比、矿渣掺量和龄期对其抗压性能的影响。基于电镜扫描(SEM)微观结构试验,揭示不同龄期养护下SF-GRAC和KS-GRAC的破坏机理。本文的主要研究内容和结论如下:(1)SF-GRAC其坍落度、初凝时间、终凝时间均随着随着水胶比的增大而增大。KS-GRAC其坍落度、初凝时间、终凝时间均随着矿渣掺量的增加而减小。再生粗骨料取代率对SF-GRAC和KS-GRAC坍落度和凝结时间的影响则不明显。相同配合比条件下,SF-GRAC的坍落度和凝结时间小于KS-GRAC。(2)以再生粗骨料取代率(0%,30%,50%,70%,100%)、水胶比(0.3,0.4,0.5)、龄期(7d,28d)为变量,制备了18组共54个SF-GRAC圆柱体试件,通过实施轴压试验,探讨了再生粗骨料取代率和水胶比对SF-GRAC不同龄期养护后轴压性能的影响。(3)以再生粗骨料取代率(0%、50%,100%)、矿渣掺量(50%,70%)、龄期(7d,28d)为变量,制备了8组共24个KS-GRAC圆柱体试件,通过实施轴压试验,探讨了再生骨料取代率和矿渣掺量对矿渣-偏高岭土基地质聚合物再生混凝土不同龄期养护后轴压性能的影响。(4)与硅酸盐水泥再生混凝土相比,SF-GRAC和KS-GRAC的抗压性能更优。在同一水胶比(0.5)下,SF-GRAC的抗压强度、弹性模量、韧度都比KS-GRAC大,说明矿渣粉煤灰两种基的结合要优于矿渣偏高岭土基的组合。(5)对普通硅酸盐混凝土现有模型和本试验的无量纲化应力-应变曲线进行对比,选取过镇海应力-应变曲线模型,利用试验拟合的方法,得到GRAC本构方程式。(6)基于轴压试验,结合扫描电镜(SEM)技术,SF-GRAC试样的微观结构是由块状相互堆积在一起,KS-GRAC试样的微观结构是由片状相互层叠堆积在一起。SF-GRAC试样的微观结构比KS-GRAC试样的微观结构更密实、孔隙更少。相对于普通硅酸盐水泥混凝土,地质聚合物混凝土孔洞明显较少,生成较多的硬质硅铝酸盐凝胶,且强度低于硅铝酸盐凝胶的Ca(OH)2物质和具有膨胀性的钙矾石物质也明显减少了许多。