.770 工程科学学报，第43卷，第6期 表1原料化学组成 依据分别命名为LS-bulk、LS-60、LS-33、LS-21 Table 1 Chemical composition of raw materials 和LS-8,具体实验过程如13所述 Raw materials SiO AlO:Fe2O:Cao Mgo SO:NaO LOI 1.3实验方法 浆液凝结时间测试参照GB/T1346一2011《水 RM 26.4011.3232.111.570.170.237.706.14 泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》 BFS 20.5012.100.5557.205.050.830361.23 进行.泌水率测试参照GBT25182一2010《预应力 LS 0.530.020.0155.280.550.01 -43.6 孔道灌浆剂》中常压泌水率试验方法在100mL量 12样品制备 筒中进行，量取离析水面高度，与水泥浆膨胀面高 基于本课题组以往研究成果及实际工程经 度作差后，除以原始灌浆高度得到泌水率.黏度时 验叫，本实验所用赤泥与矿粉质量比设定为1：1， 变性和流变测试使用美国Thermo Fisher Scientific 水胶比为1.0，碱激发剂选用质量分数为8%的 公司的HAAKE MARS40旋转流变仪 NaOH溶液并在使用前将其冷却至室温，全粒径石 参照水泥净浆的操作流程，将赤泥、矿粉、石 粉占固体粉料质量分数为0、5%、10%、15%和 粉与碱激发剂水溶液按设计配比搅拌均匀后，注 20%,等质量替换赤泥矿粉双组分，并分别命名为 入40mm×40mm×40mm模具成型，24h后脱模， LS-0、LS-5%、LS-10%、LS-15%和LS-20%,实 于水中养护，养护温度为(20吐1)℃，在养护至3d、 验固体粉料质量配比如表2所示.以凝结时间、泌 28d时进行强度测试，测试仪器采用CDT1305-2 水率和抗压强度等宏观性能为评价指标，优选出 型压力实验机，通过单轴抗压强度试验获得应力- 全粒径石粉作用下的最佳掺量；在最佳石粉掺量 应变曲线.之后选取养护28d的结石体，在力学强 下，选用粒径区间分别为全粒径、200目、400目、 度测试后取块状样品储存于无水乙醇中终止 600目和800目的石粉进行实验，并以平均粒径为 水化以进行微观测试，测试前将试样放置于60℃ (a) 1-Cancrinite (b) 1-Calcite 2-Boehmite 3-Hematite 4-Muscovite -Perovskite RM BFS 10 20 30 40 50 60 70 10 20 30 0 50 60 70 20() 28l) 图1原料的XRD图.(a)赤泥和矿粉：(b)石粉 Fig.1 XRD spectra of materials:(a)RM and BFS;(b)LS 100 (a) 100(b) 800 meshes 80 80 (<18μm) 600 meshes 60 60 (18-23m) 4 400meshes (23-38m) 40 40 200 meshes BFS (38μm) RM 20 ◆一 Full size 10 100 10 100 Particle size/um Particle size/um 图2原料粒径分布曲线.(a)赤泥和矿粉：(b)石粉 Fig.2 Particle-size distribution curve of raw materials:(a)RM and BFS;(b)LS1.2    样品制备 基于本课题组以往研究成果及实际工程经 验[11] ，本实验所用赤泥与矿粉质量比设定为 1∶1， 水胶比为 1.0，碱激发剂选用质量分数为 8% 的 NaOH 溶液并在使用前将其冷却至室温，全粒径石 粉占固体粉料质量分数 为 0、 5%、 10%、 15% 和 20%，等质量替换赤泥矿粉双组分，并分别命名为 LS–0、LS–5%、LS–10%、LS–15% 和 LS–20%，实 验固体粉料质量配比如表 2 所示. 以凝结时间、泌 水率和抗压强度等宏观性能为评价指标，优选出 全粒径石粉作用下的最佳掺量；在最佳石粉掺量 下，选用粒径区间分别为全粒径、200 目、400 目、 600 目和 800 目的石粉进行实验，并以平均粒径为 依据分别命名为 LS–bulk、LS–60、LS–33、LS–21 和 LS–8，具体实验过程如 1.3 所述. 1.3    实验方法 浆液凝结时间测试参照 GB/T1346—2011《水 泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》 进行. 泌水率测试参照 GB/T 25182—2010《预应力 孔道灌浆剂》中常压泌水率试验方法在 100 mL 量 筒中进行，量取离析水面高度，与水泥浆膨胀面高 度作差后，除以原始灌浆高度得到泌水率. 黏度时 变性和流变测试使用美国 Thermo Fisher Scientific 公司的 HAAKE MARS 40 旋转流变仪. 参照水泥净浆的操作流程，将赤泥、矿粉、石 粉与碱激发剂水溶液按设计配比搅拌均匀后，注 入 40 mm×40 mm×40 mm 模具成型， 24 h 后脱模， 于水中养护，养护温度为（20±1）℃，在养护至 3 d、 28 d 时进行强度测试，测试仪器采用 CDT1305–2 型压力实验机，通过单轴抗压强度试验获得应力– 应变曲线. 之后选取养护 28 d 的结石体，在力学强 度测试后取块状样品储存于无水乙醇中终止 水化以进行微观测试，测试前将试样放置于 60 ℃ 表 1    原料化学组成 Table 1    Chemical composition of raw materials % Raw materials SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Na2O LOI RM 26.40 11.32 32.11 1.57 0.17 0.23 7.70 6.14 BFS 20.50 12.10 0.55 57.20 5.05 0.83 0.36 1.23 LS 0.53 0.02 0.01 55.28 0.55 0.01 — 43.6 10 20 30 40 2θ/(°) 1 1 2 3 3 3 3 3 4 5 5 5 4 BFS RM (a) 1—Cancrinite 2—Boehmite 3—Hematite 4—Muscovite 5—Perovskite Relative intensity 50 60 70 10 20 30 40 2θ/(°) 1 1 11 1 1 1 11 1 LS (b) 1—Calcite Relative intensity 50 60 70 图 1    原料的 XRD 图. （a）赤泥和矿粉；（b）石粉 Fig.1    XRD spectra of materials: (a) RM and BFS; (b) LS 1 0 20 40 60 80 100 (a) BFS RM 10 Particle size/μm Cumulative volume fraction/ % 100 (b) 0 20 40 60 80 100 Cumulative volume fraction/ % 1 10 Particle size/μm 800 meshes (<18 μm) 600 meshes (18−23 μm) 400 meshes (23−38 μm) 200 meshes (>38 μm) Full size 100 图 2    原料粒径分布曲线. （a）赤泥和矿粉；（b）石粉 Fig.2    Particle-size distribution curve of raw materials: (a) RM and BFS; (b) LS · 770 · 工程科学学报，第 43 卷，第 6 期