锂渣复合渣混凝土研究

论文摘要

掺加活性矿物掺合料是制备高性能混凝土的必要条件之一。在混凝土中掺加矿物微粉,不仅具有较好的经济效益,而且还能够改善混凝土的工作性能、力学性能和耐久性。矿物掺合料是高性能混凝土中不可缺少的组分,粉煤灰、粒化高炉矿渣和硅灰是我国常用的矿物细掺料,其在混凝土中的研究应用已经很多。研究如何在混凝土中充分利用这些废渣、废料以扩大矿物掺料的来源成为当前亟待解决的问题。本课题以超磨细锂渣为主要矿物掺合料,采用“双掺”的技术,研究单掺锂渣的混凝土（LC）、复掺锂渣与硅灰的混凝土（LSC）、复掺锂渣与粉煤灰的混凝土（LFC）、复掺锂渣与矿渣的混凝土（LSC）的工作性能、力学性能及耐久性（抗Cl-渗透性、抗碳化性）。通过上述工作得到如下结果:①锂渣是一种具有较高潜在火山灰活性的矿物掺合料,具有良好的易磨性,可以通过粉磨对其粉体粒子的表面进行改性,增大其活性。原状锂渣经34min磨细后,可制成比表面积可达14000 cm2/g超磨细锂渣。将其掺入混凝土中对其工作性改善越明显。但锂渣粉磨后期,比表面积增长较慢,单纯的增加粉磨时间并不可取,因此在制备混凝土时,选择掺入磨细34min的锂渣。混凝土中胶结材掺量以600kg/m3到650 kg/m3之间为宜;②掺入超磨细锂渣可以配制出工作性能优良的混凝土。锂渣在混凝土中的最佳单掺量为15%。固定锂渣掺量15%后,硅灰最佳复掺量为5%,粉煤灰最佳复掺量为30%,矿渣最佳复掺量为25%;③单掺入锂渣,混凝土3d强度随其掺量的增加逐渐降低,但降幅不明显。掺量小于15%时,混凝土初期和后期强度均优于空白混凝土。综合各龄期混凝土抗压强度,锂渣在配制混凝土中的最优掺量为15%,此掺量下除初期3d强度外,各龄期强度均优于空白混凝土;④硅灰具有明显的增强效应,其与锂渣复掺复合效应良好。在固定掺入15%超磨细锂渣后,硅灰的最佳复掺量为5%。早期3d、28d以及后期的90d强度,复掺硅灰组抗压强度较对比单掺组增长都比较明显。超磨细锂渣与粉煤灰及矿渣同样具有良好的复合效应。固定超磨细锂渣掺量15%后,粉煤灰的最佳复掺量为20%,矿渣的最佳复掺量为15%。在混凝土后期强度方面,复掺组均优于单掺锂渣组;⑤由扫描电镜实验和X射线衍射实验可知,掺入超磨细锂渣等掺合料,混凝土中的水化产物C-S-H凝胶增多,Ca（OH）2含量减少,且晶粒细化,同时由于磨细锂渣以及其它矿物细掺料的紧密堆积作用,可以很好的改善混凝土密实性,从而提高其强度;⑥混凝土中单掺入超磨细锂渣可以有效地改善其抗氯离子渗透性能,复掺入锂渣和硅灰,可以大幅的改善混凝土抗氯离子渗透性能,其氯离子扩散系数降幅达60%以上,分别复掺入粉煤灰和矿渣在56d时仍能有效地改善混凝土抗氯离子渗透性能;⑦单掺入超磨细锂渣混凝土56d内基本无碳化,胶结材掺量对混凝土碳化影响不大。固定锂渣掺量为15%的前提下,复掺入硅灰组混凝土56d基本无碳化。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.1.1 环保和绿色建材
• 1.1.2 工业废渣
• 1.1.3 锂渣的产生及性能
• 1.1.4 锂渣的研究应用
• 1.2 课题的研究目的及内容
• 1.2.1 课题的研究目的和意义
• 1.2.2 课题研究内容
• 2 原材料及试验方法
• 2.1 试验原材料
• 2.1.1 水泥
• 2.1.2 活性矿物掺合料
• 2.1.3 粗集料
• 2.1.4 细集料
• 2.1.5 外加剂
• 2.1.6 拌合水
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 力学性能试验
• 2.2.2 混凝土抗氯离子渗透试验
• 2.2.3 混凝土抗碳化试验
• 2.2.4 扫描电镜试验
• 2.2.5 X-衍射试验
• 3 锂渣复合渣混凝土力学性能研究
• 3.1 单掺锂渣混凝土的工作性能研究
• 3.1.1 单掺锂渣掺量对混凝土工作性能的影响
• 3.1.2 胶结材含量对单掺锂渣混凝土工作性的影响
• 3.1.3 锂渣细度对混凝土工作性的影响
• 3.2 新拌锂渣复合渣混凝土的工作性能研究
• 3.2.1 锂渣与硅灰复合掺料对混凝土工作性的影响
• 3.2.2 锂渣与粉煤灰复合掺合料对混凝土工作性的影响
• 3.2.3 锂渣与矿渣复合掺合料对混凝土工作性的影响
• 3.3 单掺锂渣混凝土的力学性能的研究
• 3.3.1 锂渣掺量对混凝土力学性能的影响
• 3.3.2 胶结材总量对混凝土力学性能的影响
• 3.3.3 锂渣细度对混凝土力学性能的影响
• 3.3.4 锂渣在混凝土中的作用分析
• 3.4 锂渣与其它矿物掺合料复掺混凝土的力学性能研究
• 3.4.1 锂渣与硅灰复掺对混凝土力学性能的影响
• 3.4.2 锂渣与粉煤灰复掺对混凝土力学性能的影响
• 3.4.3 锂渣与矿渣复掺对混凝土力学性能的影响
• 3.4.4 不同矿物掺合料和锂渣复合效应的比较
• 3.4.5 锂渣复合掺合料混凝土的微观结构分析
• 3.5 本章小结
• 4 锂渣复合渣混凝土的耐久性
• 4.1 混凝土抗氯离子渗透性能
• 4.1.1 混凝土中钢筋锈蚀机理
• 4.1.2 氯离子去钝化机理
• 4.1.3 锂渣掺量对混凝土抗氯离子渗透性的影响
• 4.1.4 锂渣与其它矿物复掺对混凝土抗氯离子渗透性的影响
• 4.2 混凝土抗碳化性能
• 4.2.1 混凝土碳化机理
• 4.2.2 碳化对混凝土性能的影响
• 4.2.3 锂渣掺量对混凝土抗碳化性能影响
• 4.2.4 锂渣与其它矿物复掺对混凝土抗碳化性能的影响
• 4.3 本章小结
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录