固化粉煤灰抗压强度试验及固化机理研究

论文摘要

随着经济全球化的快速发展,各国不同程度地出现了资源短缺、环境污染日益严重的问题,如何将资源合理地重复利用成为了人类需要共同面对的难题之一。而中国作为一个发展中国家,作为一个能源消耗的大国,就更加有必要对资源再利用进行深入地研究和探讨,坚持走可持续发展之路。进入21世纪以来,随着社会经济的不断发展,对电力的需求不断增加,燃烧煤炭量不断增加,从而导致了粉煤灰这种资源的快速增长。然而,当前粉煤灰的利用和处理还存在着许多问题,例如,湿排粉煤灰的利用、粉煤灰的露天堆放等等。因此,我们应该如何对粉煤灰资源进行合理地利用,如何研发出高效、轻质的固化粉煤灰复合材料,使得粉煤灰的回收利用走上合理化、商品化的道路,是当前我国面临最为紧迫的问题,也是未来粉煤灰的可持续发展方向。本文将具有优越性能的固化剂作为外掺剂应用于粉煤灰的固化研究之中,采用了理论分析与试验实测相结合的办法对其进行研究。通过室内无侧限抗压强度试验,探讨了固化剂掺入比和龄期对固化粉煤灰强度的影响规律；通过固化粉煤灰X射线衍射（XRD）试验,研究了固化粉煤灰各组分在强度形成过程中的变化规律；通过扫描电镜（SEM）测试,分析了固化粉煤灰的微结构特点及微结构形成过程；试验结果表明：（1）固化剂掺入得越多,固化粉煤灰的抗压强度也相应地增加；（2）固化粉煤灰的龄期越长,其抗压强度也越大；（3）固化粉煤灰中的固化剂掺量越高,固结材料的水化反应速度越快；（4）水化产物的种类与固化剂的掺量关系不大,固化剂的掺量对水化产物的生成量有影响。本文将在分析粉煤灰-石灰体系反应基本原理的基础上,通过试验研究提出了固化粉煤灰的固化机理,通过理论分析以及试验研究,我们可以看出这种JNS固化粉煤灰是一种经济高效的材料,无论从技术上还是经济上都是可行的,造价低廉、施工适用性较强,它充分体现了废物治理、资源再利用的社会效益、经济效益和环境效益的统一。该项研究必将为固化粉煤灰在工程中的进一步应用奠定理论和试验基础,具有重大的社会现实意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的和意义
• 1.3 固化粉煤灰的研究应用现状
• 1.3.1 国外应用研究现状
• 1.3.2 国内应用研究现状
• 1.4 粉煤灰综合利用中存在的问题
• 1.5 本文的主要研究工作
• 2 粉煤灰的基本性质研究
• 2.1 粉煤灰的形成及来源
• 2.2 粉煤灰的主要类型
• 2.2.1 按排放方式分类
• 2.2.2 按品质标准分类
• 2.2.3 按化学成分分类
• 2.3 粉煤灰的基本性质分析
• 2.3.1 粉煤灰的物理性质
• 2.3.2 粉煤灰的化学性质
• 2.3.3 粉煤灰的工程性质
• 3 粉煤灰的商品化应用现状
• 3.1 粉煤灰的应用机理
• 3.2 粉煤灰在工程领域上的应用
• 3.3 粉煤灰在农业与环保上的应用
• 3.4 粉煤灰的再开发应用方式
• 4 固化粉煤灰的试验研究
• 4.1 试验目的
• 4.2 试验材料
• 4.3 试验方案与试件制作
• 4.4 试验结果分析
• 4.4.1 抗压强度与固化剂掺入比的关系
• 4.4.2 龄期对无侧限抗压强度的影响
• 5 固化粉煤灰强度机理分析
• 5.1 固化粉煤灰XRD分析
• 5.2 固化粉煤灰扫描电镜（SEM）分析
• 5.3 固化粉煤灰固化机理分析
• 6 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 展望与探讨
• 参考文献
• 致谢