粉煤灰免烧轻集料的制备及其路基强度的实验研究

论文摘要

粉煤灰免烧轻集料是以粉煤灰、石灰、水泥为主要原料,掺入外加剂,经配料、成球、养护等工艺制得的一种环保、节能的新型绿色建材产品。本文通过力学试验,研究了原材料掺入量、激发剂和外加剂的种类、粉煤灰固细度、养护条件、及养护的温度和时间等因素对粉煤灰免烧轻集料性能的影响。利用X射线衍射分析和SEM显微分析,研究了粉煤灰免烧轻集料的矿物组成和微观结构,并结合前人对粉煤灰的水化研究结果,分析了粉煤灰免烧轻集料的反应机理。论文同时研究了以免烧粉煤灰轻集料替代碎石作为路基骨料,粉煤灰、水泥、脱硫石膏为胶结料时,路基的力学性能,实验结果表明,当水泥加入量占材料总质量5%,脱硫石膏加入量占总质量1.25%时,不论使用湿粉煤灰还是干粉煤灰,路基7天抗压强度达到3MPa以上,28天强度在5MPa以上,干密度只有1.34g/cm~3,比一般碎石路基(干密度2.5g/cm~3左右)低80%以上,单位体积水泥用量少。使用粉煤灰、生石灰、脱硫石膏为胶结料时,路基7天无侧限抗压强度很容易就能达到1MPa,28天强度在3MPa左右,脱硫石膏的加入,克服了传统石灰、粉煤灰稳定类路基早期强度过低的弊端,作为工业副产物,脱硫石膏具有来源广、价格低廉的优势,克服了其他石灰、粉煤灰类外加剂价格偏高的缺点。免烧粉煤灰轻集料路基具有强度高,密度低,粉煤灰掺量高,大量利用工业废弃物的优点,经济、环境和社会综合效益明显。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 粉煤灰的基本性能
• 1.1.1 粉煤灰的分类和分级
• 1.1.2 粉煤灰的颗粒特性
• 1.1.3 粉煤灰的矿物组成
• 1.1.4 粉煤灰的活性
• 1.2 粉煤灰在路基中的应用
• 1.2.1 粉煤灰综合利用概况
• 1.2.2 粉煤灰在路基中的运用
• 1.3 轻集料概述
• 1.3.1 轻集料和轻集料混凝土
• 1.3.2 轻集料生产应用概况
• 1.3.3 轻集料的生产工艺概况
• 1.3.4 免烧粉煤灰轻集料研究概况
• 1.4 本课题研究目的、意义和研究内容
• 1.4.1 研究的目的和意义
• 1.4.2 研究内容
• 2 粉煤灰免烧轻集料的制备
• 2.1 原材料、主要仪器和轻集料试验方法
• 2.1.1 原材料
• 2.1.2 主要仪器
• 2.1.3 轻集料试验方法
• 2.2 免烧粉煤灰轻集料的制备
• 2.2.1 激发剂的影响
• 2.2.2 外加剂的影响
• 2.2.3 正交实验
• 2.2.4 粉煤灰细度的影响
• 2.2.5 养护方式的影响
• 2.2.6 蒸养温度和蒸养时间的影响
• 2.2.7 养护时间的影响
• 2.3 粉煤灰轻集料的主要技术性能
• 3 粉煤灰固化机理分析
• 3.1 实验方法、仪器和原理
• 3.2 原材料的矿物组成
• 3.3 粉煤灰免烧轻集料的矿物组成
• 3.4 粉煤灰的微观结构
• 3.5 粉煤灰免烧轻集料的微观结构
• 3.6 粉煤灰免烧轻集料的固化反应
• 4 粉煤灰轻集料路基的力学性能
• 4.1 试验原材料、方法和路基粗集料的制备
• 4.1.1 原材料
• 4.1.2 路基用轻集料制备
• 4.1.3 路基实验方法
• 4.2 路基材料的最佳含水率
• 4.2.1 最佳含水率确定方法
• 4.2.2 胶结料的最佳含水率
• 4.2.3 路基材料的最佳含水率
• 4.3 粉煤灰路基的抗压强度
• 结论
• 5.1 主要结论
• 5.2 下一步工作设想
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果