鋼渣-再生混凝土混合骨料透水磚制備與性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-23 04:10
本文從道路透水磚的特性入手,提出了利用鋼渣骨料和再生混凝土骨料制備透水磚的思路,以鋼渣骨料為主要骨料,再生混凝土骨料為次要骨料,研究了影響鋼渣透水磚強(qiáng)度和透水性能的主要因素,以及利用再生混凝土骨料取代鋼渣骨料所制備的透水磚對(duì)其強(qiáng)度和透水性能的影響;分析了利用鋼渣骨料和再生混凝土骨料制備透水磚的可行性,旨在制備出性能優(yōu)良的再生環(huán)保型透水磚。本文主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:(1)設(shè)計(jì)了5種不同鋼渣粗細(xì)骨料體積摻量比例、5種不同骨膠比和5種不同水膠比共15組配合比方案,研究了鋼渣粗細(xì)骨料體積摻量比、骨膠比和水膠比對(duì)鋼渣透水磚強(qiáng)度和透水性的影響;設(shè)計(jì)了5組再生混凝土骨料取代鋼渣骨料的試驗(yàn)方案,研究了再生混凝土骨料取代率對(duì)透水磚強(qiáng)度和透水性的影響;(2)研究了鋼渣粗細(xì)骨料體積摻量比、骨膠比和水膠比對(duì)鋼渣透水磚的力學(xué)性能和透水性能的影響,鋼渣粗細(xì)骨料體積摻量比和骨膠比對(duì)鋼渣透水磚的強(qiáng)度和透水性能影響顯著,隨水膠比增加鋼渣透水磚抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度先增加后降低,但透水性能一直保持降低趨勢(shì);鋼渣粗細(xì)骨料體積摻量比、骨膠比、水膠比三個(gè)主要參數(shù)變化,對(duì)試件透水性能影響最為顯著,抗折強(qiáng)度次之,對(duì)抗壓強(qiáng)度影響最小;...
【文章來(lái)源】:桂林理工大學(xué)廣西壯族自治區(qū)
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
鋼渣粗骨料形態(tài)
桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文11圖2.1鋼渣細(xì)骨料形態(tài)圖2.2鋼渣粗骨料形態(tài)表2.1鋼渣骨料篩分結(jié)果篩孔9.54.752.361.180.60.30.150.075細(xì)骨料(1.18~4.75mm)100.0100.052.66.82.51.40.80.2粗骨料(4.75~9.5mm)100.04.21.20.80.20.10.10.1表2.2鋼渣骨料的表觀密度、堆積密度和飽和吸水率骨料類型表觀密度/(Kg/)堆積密度/(Kg/)飽和吸水率/%細(xì)骨料(1.18~4.75mm)3828161313粗骨料(4.75~9.5mm)36671429192.1.2鋼渣骨料的化學(xué)性能鋼渣是煉鋼過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品,它主要是由生鐵中的Si、Mn、P、S等雜質(zhì)在鋼鐵熔煉過(guò)程中被氧化而成的各種氧化物以及這些氧化物與溶劑反應(yīng)生成的鹽類所組成,主要的化學(xué)礦物組成為CaO、Si、和游離氧化鈣等,其主要化學(xué)成分見表2.3。表2.3鋼渣的主要化學(xué)成分%SiCaOMgOMnOf-CaO13.661.9143.205.632.6826.931.031.173.80鋼渣作為建筑材料和研發(fā)建筑產(chǎn)品等方面的研究已日趨成熟,但是由于鋼渣中存在游離氧化鈣和氧化鎂,會(huì)使?jié){體發(fā)生膨脹變形,出現(xiàn)安定性不良的問(wèn)題,使得其穩(wěn)定性較差[58-60]。鋼渣體積安定性作為判定穩(wěn)定性的重要依據(jù),鋼渣穩(wěn)定性不良的特性限制了鋼渣廢渣的廣泛推廣和綜合利用。在煉鋼過(guò)程中鈣鎂等礦物在高溫鍛燒過(guò)程中出現(xiàn)燒死現(xiàn)象,導(dǎo)致鍛燒后的礦物的結(jié)構(gòu)致密,水化活性較差,作為骨料在混凝土拌合時(shí)水化反應(yīng)較慢,在后期養(yǎng)護(hù)過(guò)程中氧化鈣和氧化鎂等礦物逐漸緩慢水化完成,形成Ca(OH)2和Mg(OH)2,游離CaO和游離MgO的水化反應(yīng)如下:CaO+H2O→Ca(OH)2,Ca(OH)2+CO2→Ca(CO)3;
桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文13鋼渣中f-CaO與和發(fā)生化學(xué)反應(yīng)工程式為f-CaO+→,根據(jù)表2.4鋼渣中f-CaO含量的減少值和圖2.3鋼渣中f-CaO含量減少趨勢(shì)圖可知:1000g鋼渣粗骨料中f-CaO析出約12g,含量減少31.6%,浸水陳化處理8d即可達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài);1000g鋼渣細(xì)骨料中f-CaO析出約20g,含量減少52.6%,浸水陳化處理14d即可達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。在透水磚生產(chǎn)過(guò)程中將鋼渣骨料分粒徑進(jìn)行浸水陳化處理可有效提高鋼渣的陳化效率,鋼渣細(xì)骨料f-CaO含量減少至1.8%,鋼渣粗骨料f-CaO含量減少至2.6%,均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥和混凝土中的鋼渣粉》(GB/T20491-2017)中規(guī)定f-CaO含量必須小于3%的要求,提高鋼渣的利用率和穩(wěn)定性,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。根據(jù)試驗(yàn)分析可知,水泡陳化法對(duì)減少鋼渣中f-CaO的含量具有顯著的效果,對(duì)保證鋼渣的體積安定性具有積極的作用,f-CaO含量在初期含量下降較快,后期含量變化幾乎處于平衡不變狀態(tài),所以本實(shí)驗(yàn)在利用鋼渣制備透水磚前將鋼渣在水中(定期更換)進(jìn)行1個(gè)月的浸水陳化處理,可有效提高鋼渣的穩(wěn)定性,為利用鋼渣制備建材產(chǎn)品提供原料基矗2.2再生混凝土骨料性能研究2.2.1再生混凝土骨料的物理性能本試驗(yàn)采用的再生混凝土是廣西某質(zhì)量檢測(cè)公司實(shí)驗(yàn)廢棄試件,原始強(qiáng)度為C30~C50,將其進(jìn)行粉碎、篩分?紤]骨料級(jí)配對(duì)試驗(yàn)的影響,再生混凝土細(xì)骨料目標(biāo)粒徑取1.18~4.75mm,再生混凝土粗骨料目標(biāo)粒徑取4.75~9.5mm,分別對(duì)鋼渣粗細(xì)骨料進(jìn)行篩分試驗(yàn)。再生混凝土細(xì)骨料形態(tài)如圖2.4所示,再生混凝土粗骨料形態(tài)如圖2.5所示,再生混凝土骨料具體篩分結(jié)果見表2.5,再生混凝土骨料表觀密度、堆積密度和飽和吸水率見表2.6。圖2.4再生混凝土細(xì)骨料形態(tài)圖2.5再生混凝土粗骨料形態(tài)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]普通混凝土透水路面磚發(fā)展現(xiàn)狀與改進(jìn)[J]. 李龍飛,金旭,雷文駿,張廣厚,張桐瑞,劉繼遠(yuǎn). 科技風(fēng). 2020(07)
[2]海綿城市理念應(yīng)用于市政道路設(shè)計(jì)[J]. 王松濤. 建材與裝飾. 2020(05)
[3]城市化進(jìn)程中綠色建筑發(fā)展重要性[J]. 施燕平. 低碳世界. 2020(01)
[4]碳酸化鋼渣及其在建筑材料中的應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 房延鳳,王丹,王晴,孔靖勛,常鈞. 材料導(dǎo)報(bào). 2020(03)
[5]千人齊聚福州共謀廢鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展大計(jì)——記2019全國(guó)廢鋼鐵大會(huì)暨中國(guó)廢鋼應(yīng)用協(xié)會(huì)六屆八次理事擴(kuò)大會(huì)[J]. 郭艷,楊子. 資源再生. 2019(11)
[6]再生骨料透水混凝土力學(xué)性能和透水性能的試驗(yàn)研究[J]. 任藝楠,朱亞光,張楸雨. 低溫建筑技術(shù). 2019(10)
[7]基于級(jí)配分析的充填強(qiáng)度優(yōu)化研究[J]. 同樹鋒,李宏業(yè),胡亞飛. 有色金屬(礦山部分). 2019(03)
[8]全重礦渣集料水泥基透水磚配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 儲(chǔ)昭勝,姚家慶,胡旭文,程禎祥,唐濤,黃修林. 湖北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(03)
[9]海綿城市建設(shè)關(guān)鍵材料——再生透水磚[J]. 董大鵬,李祥彬. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2019(04)
[10]若干因素對(duì)透水磚性能影響機(jī)理的研究進(jìn)展[J]. 張雄,王嘯夫. 材料導(dǎo)報(bào). 2019(23)
碩士論文
[1]碳酸化鋼渣骨料及其植生混凝土的制備[D]. 于春陽(yáng).大連理工大學(xué) 2019
[2]《鋼渣處理及資源化利用技術(shù)》(節(jié)選)英譯實(shí)踐報(bào)告[D]. 孫紫桐.山東科技大學(xué) 2018
[3]全重礦渣集料水泥基透水磚的開發(fā)與應(yīng)用[D]. 唐濤.湖北大學(xué) 2018
[4]透水再生混凝土在道路工程中的應(yīng)用研究[D]. 徐東祥.遼寧工業(yè)大學(xué) 2018
[5]適用于海綿城市路面結(jié)構(gòu)層的滲流模擬研究[D]. 佟洋洋.武漢輕工大學(xué) 2017
[6]鋼渣透水瀝青混合料的制備及界面機(jī)理研究[D]. 徐帥.西安建筑科技大學(xué) 2017
[7]小尺度區(qū)域內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[D]. 糜寧.武漢科技大學(xué) 2016
[8]用鋼渣作骨料制備透水混凝土的試驗(yàn)研究[D]. 李婷.西安建筑科技大學(xué) 2015
[9]利用建筑垃圾制作生態(tài)透水磚研究[D]. 劉富業(yè).廣東工業(yè)大學(xué) 2012
[10]生態(tài)型鋼渣透水混凝土開發(fā)項(xiàng)目管理研究[D]. 楊剛.上海交通大學(xué) 2010
本文編號(hào):3513098
【文章來(lái)源】:桂林理工大學(xué)廣西壯族自治區(qū)
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
鋼渣粗骨料形態(tài)
桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文11圖2.1鋼渣細(xì)骨料形態(tài)圖2.2鋼渣粗骨料形態(tài)表2.1鋼渣骨料篩分結(jié)果篩孔9.54.752.361.180.60.30.150.075細(xì)骨料(1.18~4.75mm)100.0100.052.66.82.51.40.80.2粗骨料(4.75~9.5mm)100.04.21.20.80.20.10.10.1表2.2鋼渣骨料的表觀密度、堆積密度和飽和吸水率骨料類型表觀密度/(Kg/)堆積密度/(Kg/)飽和吸水率/%細(xì)骨料(1.18~4.75mm)3828161313粗骨料(4.75~9.5mm)36671429192.1.2鋼渣骨料的化學(xué)性能鋼渣是煉鋼過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品,它主要是由生鐵中的Si、Mn、P、S等雜質(zhì)在鋼鐵熔煉過(guò)程中被氧化而成的各種氧化物以及這些氧化物與溶劑反應(yīng)生成的鹽類所組成,主要的化學(xué)礦物組成為CaO、Si、和游離氧化鈣等,其主要化學(xué)成分見表2.3。表2.3鋼渣的主要化學(xué)成分%SiCaOMgOMnOf-CaO13.661.9143.205.632.6826.931.031.173.80鋼渣作為建筑材料和研發(fā)建筑產(chǎn)品等方面的研究已日趨成熟,但是由于鋼渣中存在游離氧化鈣和氧化鎂,會(huì)使?jié){體發(fā)生膨脹變形,出現(xiàn)安定性不良的問(wèn)題,使得其穩(wěn)定性較差[58-60]。鋼渣體積安定性作為判定穩(wěn)定性的重要依據(jù),鋼渣穩(wěn)定性不良的特性限制了鋼渣廢渣的廣泛推廣和綜合利用。在煉鋼過(guò)程中鈣鎂等礦物在高溫鍛燒過(guò)程中出現(xiàn)燒死現(xiàn)象,導(dǎo)致鍛燒后的礦物的結(jié)構(gòu)致密,水化活性較差,作為骨料在混凝土拌合時(shí)水化反應(yīng)較慢,在后期養(yǎng)護(hù)過(guò)程中氧化鈣和氧化鎂等礦物逐漸緩慢水化完成,形成Ca(OH)2和Mg(OH)2,游離CaO和游離MgO的水化反應(yīng)如下:CaO+H2O→Ca(OH)2,Ca(OH)2+CO2→Ca(CO)3;
桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文13鋼渣中f-CaO與和發(fā)生化學(xué)反應(yīng)工程式為f-CaO+→,根據(jù)表2.4鋼渣中f-CaO含量的減少值和圖2.3鋼渣中f-CaO含量減少趨勢(shì)圖可知:1000g鋼渣粗骨料中f-CaO析出約12g,含量減少31.6%,浸水陳化處理8d即可達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài);1000g鋼渣細(xì)骨料中f-CaO析出約20g,含量減少52.6%,浸水陳化處理14d即可達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。在透水磚生產(chǎn)過(guò)程中將鋼渣骨料分粒徑進(jìn)行浸水陳化處理可有效提高鋼渣的陳化效率,鋼渣細(xì)骨料f-CaO含量減少至1.8%,鋼渣粗骨料f-CaO含量減少至2.6%,均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥和混凝土中的鋼渣粉》(GB/T20491-2017)中規(guī)定f-CaO含量必須小于3%的要求,提高鋼渣的利用率和穩(wěn)定性,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。根據(jù)試驗(yàn)分析可知,水泡陳化法對(duì)減少鋼渣中f-CaO的含量具有顯著的效果,對(duì)保證鋼渣的體積安定性具有積極的作用,f-CaO含量在初期含量下降較快,后期含量變化幾乎處于平衡不變狀態(tài),所以本實(shí)驗(yàn)在利用鋼渣制備透水磚前將鋼渣在水中(定期更換)進(jìn)行1個(gè)月的浸水陳化處理,可有效提高鋼渣的穩(wěn)定性,為利用鋼渣制備建材產(chǎn)品提供原料基矗2.2再生混凝土骨料性能研究2.2.1再生混凝土骨料的物理性能本試驗(yàn)采用的再生混凝土是廣西某質(zhì)量檢測(cè)公司實(shí)驗(yàn)廢棄試件,原始強(qiáng)度為C30~C50,將其進(jìn)行粉碎、篩分?紤]骨料級(jí)配對(duì)試驗(yàn)的影響,再生混凝土細(xì)骨料目標(biāo)粒徑取1.18~4.75mm,再生混凝土粗骨料目標(biāo)粒徑取4.75~9.5mm,分別對(duì)鋼渣粗細(xì)骨料進(jìn)行篩分試驗(yàn)。再生混凝土細(xì)骨料形態(tài)如圖2.4所示,再生混凝土粗骨料形態(tài)如圖2.5所示,再生混凝土骨料具體篩分結(jié)果見表2.5,再生混凝土骨料表觀密度、堆積密度和飽和吸水率見表2.6。圖2.4再生混凝土細(xì)骨料形態(tài)圖2.5再生混凝土粗骨料形態(tài)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[5]千人齊聚福州共謀廢鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展大計(jì)——記2019全國(guó)廢鋼鐵大會(huì)暨中國(guó)廢鋼應(yīng)用協(xié)會(huì)六屆八次理事擴(kuò)大會(huì)[J]. 郭艷,楊子. 資源再生. 2019(11)
[6]再生骨料透水混凝土力學(xué)性能和透水性能的試驗(yàn)研究[J]. 任藝楠,朱亞光,張楸雨. 低溫建筑技術(shù). 2019(10)
[7]基于級(jí)配分析的充填強(qiáng)度優(yōu)化研究[J]. 同樹鋒,李宏業(yè),胡亞飛. 有色金屬(礦山部分). 2019(03)
[8]全重礦渣集料水泥基透水磚配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 儲(chǔ)昭勝,姚家慶,胡旭文,程禎祥,唐濤,黃修林. 湖北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(03)
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[4]透水再生混凝土在道路工程中的應(yīng)用研究[D]. 徐東祥.遼寧工業(yè)大學(xué) 2018
[5]適用于海綿城市路面結(jié)構(gòu)層的滲流模擬研究[D]. 佟洋洋.武漢輕工大學(xué) 2017
[6]鋼渣透水瀝青混合料的制備及界面機(jī)理研究[D]. 徐帥.西安建筑科技大學(xué) 2017
[7]小尺度區(qū)域內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[D]. 糜寧.武漢科技大學(xué) 2016
[8]用鋼渣作骨料制備透水混凝土的試驗(yàn)研究[D]. 李婷.西安建筑科技大學(xué) 2015
[9]利用建筑垃圾制作生態(tài)透水磚研究[D]. 劉富業(yè).廣東工業(yè)大學(xué) 2012
[10]生態(tài)型鋼渣透水混凝土開發(fā)項(xiàng)目管理研究[D]. 楊剛.上海交通大學(xué) 2010
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