【摘要】 通过使用低剂量的活化剂，可以在砂浆中用两种工业副产品代替水泥。

废纸污泥灰（WSA）的回收利用一直是世界范围内广泛研究的焦点，最成功的再利用是在水泥工业、建筑和道路工程、岩土工程和农业应用中。在砂浆和混凝土生产中，废纸灰取代了一部分水泥。在这些研究中，WSA的量主要根据机械强度的测量进行优化。通常，WSA量范围为水泥重量的5 wt.%-10.5 wt.%，以获得混凝土的标准无侧限抗压强度（UCS）值。

 

为了回收更多的废纸污泥灰，同时保持UCS强度与标准混凝土和砂浆值一致，最近的研究主要集中在单独或与其他工业副产品（如粒化磨高炉矿渣（GGBS））结合使用WSA的活化上。废纸污泥灰和GGBS是前体，取代了硅酸盐水泥，提供了绿色材料。基于活性废纸污泥灰的干粉砂浆具有避免使用水泥的特殊性，即减少碳足迹、回收工业副产品（WSA）并确保节水。Seifi等[1]之前已经研究了废纸污泥作为干粉砂浆的力学方面。先前的研究表明，使用纸粉煤灰和高炉炉渣作为标准胶结材料的替代品具有潜力。

 

Sahar Seifi等人[2]重点研究分析废纸污泥灰基干粉砂浆混合物微观结构的演变。以WSA和GGBS作为粘结剂基质与水混合制备了混合物。选择水/粘合剂（w/b）=0.5和0.6两种比例。一系列两种比例的干砂浆被三种不同的化学活化剂活化。它们被放置在 4 × 4 × 16 cm3模具，然后以相同压实能量压实，通过测量比表面积、孔径和体积，研究了水量、压实度和活化剂对砂浆微观结构的影响。图 1a 显示了 N2吸附等温线。

 

不同材料之间吸附能力的差异表明了水合亲和力。在孔隙分布方面，图1b显示了类似的趋势：所有被测材料在0.03微米、0.09微米和0.12微米附近都显示出更明显的峰值。从孔隙强度可以观察到不同材料之间的差异。确认了与等温线相同的排名。不同材料之间吸附能力的差异表明了水合亲和力。在孔隙网络方面比较了不同系列的样品。讨论了水量和能级对非活性干法砂浆的影响，并得出了活性干法砂浆比较研究的最佳选择,如图2-4所示。

 

通过使用低剂量的活化剂，可以在砂浆中用两种工业副产品代替水泥。获得的强度取决于水/粘合剂基质比例（w/b 和 b = WSA+GGBS）、干砂浆的压实能量、活化剂的类型和剂量。分析微观结构可以优化这些最后的参数。

 

图1.（a）吸附/脱附等温线和（b）原料的孔径分布[2]

 

图2. 碳酸钠、硅酸钠、氯化钙活化样品的孔径分布[2]

 

[1] Seifi S , Sebaibi N , Levacher D ,et al.Mechanical performance of a dry mortar without cement, based on paper fly ash and blast furnace slag[J]. Journal of Building Engineering, 2019.

[2] Sahar Seifi ,Daniel Levacher 1, et al. Microstructure of Dry Mortars without Cement: Specific Surface Area, Pore Size and Volume Distribution Analysis[J]. Appl. Sci. 2023, 13(9): 5616.

 

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