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时间:2019-03-08
《碱激发复合渣体(aaw)混凝土性能的研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、中文摘要摘要水泥混凝土作为最大宗的人造结构材料,资源、能源和环境问题突出,随着水泥和混凝土用量的增加,对资源、能源的消耗及对地球环境的影响也非常惊人,传统水泥生产时,原生资源消耗大,废气、粉尘排放量大,对环境造成严重的污染,如何使混凝土满足可持续发展的要求,和环境更好地协调,成为当今混凝土发展的目标。目前,工业渣体象粉煤灰,矿渣及锂渣等已作为水泥或混凝土中的掺合料。但是,将这些掺合料作为取代水泥的混合材,还不能完全发挥这些材料的性能。碱激发废弃材料是目前普遍研究的课题,和普通水泥混凝土相比,这些材料具有低水化热、高早强、高抗渗性及各种优异的耐久性。本研究对各种工业渣体
2、进行有效处理(主要通过化学激发和磨细处理),研究由碱激发矿渣、粉煤灰、锂渣、石粉及其复合渣体制备的碱激发复合渣体(Alkali-activatedwasteresiduecomposites,以下简称AAW)混凝土,从而为大量运用各种废渣提供途径,同时我们本着少用或不用水泥及水泥熟料的原则,一方面是为了保护环境,降低对环境的污染,另外也为充分发挥各种工业渣体的潜力,为最大地发挥其活性找到新方法。本文的主要研究成果总结如下:(1)以碱矿渣混凝土为基准组,掺入10%~30%的磨细锂渣时,混凝土的坍落度有所增大,对碱矿渣混凝土有一定的减水作用,当掺量为40%时,混凝土的坍落
3、度和未掺的基本相同;当粉煤灰的掺量为10%时,混凝土的坍落度增加最多,2流动性最好,当粉煤灰的细度为4900cm/g时,混凝土的坍落度最大。当石粉取代一部分矿渣时,掺量为5~10%时为最佳掺量,对碱矿渣混凝土流动性改善最大。掺入各种渣体的AAW混凝土没有泌水现象,且碱矿渣混凝土的泛碱现象也消除。(2)各种渣体与外加剂复合所制备的AAW混凝土的凝结时间合理,完全满足混凝土工程的需要。由于不同渣体的化学成分和矿物学成分不同,水化初期和碱激发剂所作用的速度不同,因而,不同渣体按不同比例复合时,对AAW混凝土凝结时间的影响也不同。(3)掺10~70%的锂渣能提高碱矿渣混凝土的
4、早期和后期强度,内掺10~50%或外掺5~15%的石粉也能提高碱矿渣混凝土的早期和后期强度,且外掺时,对混凝土的增强效果更明显。粉煤灰的掺入会降低碱矿渣混凝土早期强度,但能明显提高混凝土的后期强度,特别是28天以后,粉煤灰的活性充分发挥出来,有效地起到增强的作用。I重庆大学博士学位论文(4)制备AAW混凝土所用的胶结材用量低,不用水泥,在复合渣用量为3390kg/m的情况下,配制出28天抗压强度大于70MPa的高强混凝土。(5)建立了抗压、抗拉、抗折强度之间的数学模型表达公式,定量地探索了多元复合渣体混凝土的力学性状。AAW混凝土的抗压强度与抗拉强度之间的计算公式为:
5、f=0.0455f+1.443(31MPa≤fcu,J≤96.6MPa),或:ts,Jcu,J0.6785f=0.2687f(用幂函数表示);抗压强度和抗折强度计算公式为:ts,Jcu,J0.1946fcb,J=0.062fcu,J+4.67(30MPa≤fcu,J≤100MPa)或fcb,J=3.904fcu,J(用幂函数表示);通过实验得出:AAW混凝土的拉压比变化在0.0512~0.089之间,60MPa以上的高强AAW混凝土的拉压比在0.0512~0.0807之间,平均为0.0632;AAW混凝土的折拉比为1.83~2.3,平均为2.002,抗折强度偏高,劈拉
6、强度偏低。(6)AAW混凝土有高的抗冻性,和碱矿渣混凝土相比,掺入30%粉煤灰后,抗冻性基本相当,当掺入30%锂渣后能提高碱矿渣混凝土的抗冻性。掺入引气剂对提高AAW混凝土的抗冻性起着非常重要的作用。(7)掺入30%的锂渣能显著提高碱矿渣混凝土的抗氯离子渗透性,28天时氯离子扩散系数降低将近50%,360天时,氯离子扩散系数降低66.7%。抗海水侵蚀实验表明,AAW混凝土抗海水侵蚀性优异,这对海工混凝土结构的运用有更高的价值,能开发出高抗海水侵蚀的新型混凝土材料。(8)粉煤灰、锂渣、石粉的比表面积大,对碱有吸附作用,能与碱发生化学反应,将碱金属离子紧密地结合到反应产物
7、中去,使可迁移碱数量减少,从而降低或抑制碱矿渣水泥的泛碱能力,实验结果表明,这些渣体的掺量超过50%时就能消除碱矿渣水泥的“泛霜”现象。因此,将磨细的粉煤灰、锂渣、石粉这些工业渣体替代一部分矿渣制备AAW混凝土是消除碱矿渣混凝土“泛霜”现象的有效方法。(9)AAW混凝土具有优异的抗化学侵蚀性能,能抵抗各种酸、碱、硫酸盐、海水等的侵蚀,这充分证明其可以用于露天、海水、地下环境中的桥梁、隧道、港口等基础设施工程。(10)AAW胶凝材料孔溶液pH值测定表明,掺入粉煤灰和锂渣后,混凝土的pH有不同程度的增大,但随着掺入比例的增大,pH值下降;石粉替代一部分矿
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