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碱激发复合渣体（AAW）混凝土的性能研究

2020-11-22阅读(428)

碱激发复合渣体（AAW）混凝土的性能研究

论文摘要

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-activated waste residue composites,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,流动性最好,当粉煤灰的细度为4900 cm2/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。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 1 绪论
  • 1.1 混凝土工业与可持续发展
  • 1.2 研制与环境协调的新型混凝土的重要性
  • 1.3 碱胶凝材料国内外研究现状
  • 1.3.1 定义及种类
  • 1.3.2 强度
  • 1.3.3 水化产物
  • 1.3.4 耐久性
  • 1.3.5 工程应用
  • 1.3.6 存在的问题
  • 1.4 各种工业废渣的来源及利用情况
  • 1.5 本文所用的主要工业渣体
  • 1.6 本课题研究的目的和意义
  • 1.7 本文的主要研究内容
  • 2 试验原材料及试验方法
  • 2.1 主要原材料及其性能
  • 2.2 试验方法
  • 2.2.1 混凝土基本性能实验方法
  • 2.2.2 微观测试分析
  • 3 新拌 AAW 混凝土的性能
  • 3.1 影响AAW 混凝土工作性的因素
  • 3.2 工作性评定方法
  • 3.3 不同渣体复合时混凝土的工作性
  • 3.3.1 锂渣对AAW 混凝土工作性的影响
  • 3.3.2 粉煤灰对AAW 混凝土工作性的影响
  • 3.3.3 石粉掺量对AAW 混凝土工作性的影响
  • 3.4 多元渣体复合时混凝土的工作性
  • 3.5 砂率对AAW 混凝土工作性的影响
  • 3.6 AAW 混凝土的凝结时间
  • 3.7 本章小节
  • 4 AAW 混凝土的力学性能
  • 4.1 碱激发矿渣-粉煤灰混凝土的性能
  • 4.1.1 复合比例对抗压强度的影响
  • 4.1.2 细度对抗压强度的影响
  • 4.2 碱激发矿渣—锂渣混凝土
  • 4.2.1 矿渣和锂渣的比例对抗压强度的影响
  • 4.2.2 溶胶比对抗压强度的影响
  • 4.2.3 胶凝材料用量对强度的影响
  • 4.3 碱激发矿渣—石粉混凝土
  • 4.3.1 石粉掺量对AAW 混凝土抗压强度的影响
  • 4.3.2 石粉细度对AAW 混凝土强度的影响
  • 4.4 碱激发三元复合渣体混凝土
  • 4.5 AAW 混凝土的抗拉强度
  • 4.6 AAW 混凝土的抗折强度
  • 4.7 AAW 混凝土的长期抗压强度
  • 4.8 本章小结
  • 5 AAW 混凝土的微观结构分析
  • 5.1 AAW 浆体的pH 值
  • 5.2 浆体的非蒸发水测定与水化程度
  • 5.3 X 射线衍射
  • 5.4 扫描电镜
  • 5.5 本章小结
  • 6 AAW 混凝土的耐久性研究
  • 6.1 AAW 混凝土的氯离子渗透性
  • 6.2 AAW 混凝土的抗冻性
  • 6.3 AAW 混凝土的表面泛霜性
  • 6.4 耐化学腐蚀性
  • 6.4.1 试验方案设计
  • 6.4.2 耐酸性试验
  • 6.4.3 耐海水腐蚀
  • 6.4.4 耐硫酸盐侵蚀
  • 6.4.5 耐NaOH 腐蚀
  • 6.5 本章小节
  • 7 AAW 混凝土的环境性评价及工程应用
  • 7.1 环境性分析
  • 7.1.1 材料的环境协调性评价
  • 7.1.2 水玻璃生产工艺
  • 7.1.3 混凝土的环境协调性评价
  • 7.2 AAW 混凝土及其制品在工程中应用
  • 7.3 本章小节
  • 8 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  • 附录：作者攻读博士学位期间发表的论文目录
  • 独创性声明
  • 学位论文版权使用授权书

    • 相关论文文献

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