【摘 要】
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碱激发材料作为一种新型胶凝材料,具有低碳低能耗的优点,具有广泛的应用前景。碱激发矿渣体系与普通硅酸盐体系的固、液相环境有较大差别,对于碱激发矿渣体系液相环境的经时演变规律、碱激发矿渣体系中钢筋钝化膜的生成和破坏机制以及导致钢筋脱钝的孔溶液氯离子浓度阈值指标仍有待进一步研究。本文研究了激发剂类型、碱当量（7%、9%）、水玻璃模数（1.8、2.0）、粉煤灰、钙硅比、铝硅比对碱激发矿渣净浆强度及其孔溶液
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碱激发材料作为一种新型胶凝材料,具有低碳低能耗的优点,具有广泛的应用前景。碱激发矿渣体系与普通硅酸盐体系的固、液相环境有较大差别,对于碱激发矿渣体系液相环境的经时演变规律、碱激发矿渣体系中钢筋钝化膜的生成和破坏机制以及导致钢筋脱钝的孔溶液氯离子浓度阈值指标仍有待进一步研究。本文研究了激发剂类型、碱当量（7%、9%）、水玻璃模数（1.8、2.0）、粉煤灰、钙硅比、铝硅比对碱激发矿渣净浆强度及其孔溶液的pH值、离子成分、Zeta电位以及对氯离子吸附能力的影响;采用开路电位法、电化学阻抗谱法（EIS）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电镜（SEM）等测试分析手段研究了钢筋在不同pH值（10.5、11.5、12.5、13.5）的模拟孔溶液中钝化膜的生成过程以及在氯盐环境下的钝化膜破坏过程,对钝化膜的厚度和组成成分进行了分析,确定了不同模拟孔溶液中钢筋钝化膜的临界氯离子浓度。得出以下结论:（1）随养护龄期延长,C-（A）-S-H浸泡液的pH值逐渐下降;阳离子浓度逐渐减小;Zeta电位向负电性方向移动。浸泡液的pH值随着钙硅比的增大而升高,随着铝硅比的减小而下降;阳离子浓度呈现相同变化规律;减小钙硅比和增大铝硅比均会导致浸泡液的Zeta电位向负电性方向移动,C-A-S-H浸泡液的电位值比C-S-H浸泡液低。（2）在28天养护龄期内,水玻璃激发矿渣孔溶液的pH值介于12.8-13.4之间,氢氧化钠激发矿渣孔溶液pH值介于13.5-13.8之间。孔溶液的pH值随着碱当量的增大而提高,随着粉煤灰的掺入有小幅度降低。孔溶液中阳离子浓度随养护时间显著减小。（3）碱激发矿渣和普通硅酸盐体系的Zeta电位随养护时间向负电性方向移动,Zeta电位绝对值大小分别为:水玻璃组>氢氧化钠组>普通硅酸盐组。碱当量的提高和粉煤灰的加入会使得Zeta电位向负电性方向移动。（4）在净浆分散液中,净浆对掺入分散液中的氯离子有一定的吸附作用,并且氯离子的吸附会导致分散液的Zeta绝对值增大。氯离子吸附能力分别为:水玻璃组>氢氧化钠组>普通硅酸盐组。（5）钢筋在6组模拟孔溶液中生成钝化膜的时间以及厚度不同,在pH值为13.5的水玻璃1组中,3d时间可以生成厚度为7nm的钝化膜;在pH值相同的OPC1组中需要4d可以生成稳定钝化膜;在pH值为12.5的水玻璃2组、氢氧化钠组以及OPC2组中生成钝化膜分别需要5d、6d和7d,其中水玻璃2组及OPC2组中钝化膜厚度均为5nm;在pH值为11.5的水玻璃3组中8d后可以生成2.5nm的钝化膜。可以看出,随着pH值降低,生成钝化膜的时间明显增加,且钝化膜厚度减小。（6）钢筋钝化膜为双层结构,主要由Fe、FeO、Fe2O3、FeOOH组成,随着模拟孔溶液pH值增大,钝化膜中二价铁离子化合物的比例增大。相同pH值下,水玻璃组模拟孔溶液中钢筋钝化膜的耐蚀性优于氢氧化钠组,普通硅酸盐组最差。
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