本文關鍵詞：鋼渣的成分增補和激發(fā)與再生利用效能提升，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國為鋼材生產大國,隨之而來也是鋼渣出產大國,但是低鋼渣利用率問題卻一直未能解決。過去雖然有多種利用途徑來改善鋼渣利用率的現(xiàn)狀,但是由于鋼渣成分變化較大,膠凝性表現(xiàn)不明顯,應用領域一直受到限制。本文從兩個研究層面,以材料改性與工業(yè)廢棄物再生利用,給出鋼渣利用方式新思路,具體研究內容和結論如下：(1)以傳統(tǒng)利用方式為基礎,將鋼渣與路基土拌合,測定鋼渣穩(wěn)定土作為路基填料的基本物理、力學性能,探究鋼渣穩(wěn)定土作為路基填料的適用性。試驗結果表明,石灰摻入高液限粘土后,能夠明顯降低其液限和塑性指數,達到路基填料基本要求。鋼渣穩(wěn)定土的擊實性能良好,且加州承載比(CBR)遠遠超過我國路基設計規(guī)范要求,加州承載比最大值為41.4%。(2)分析鋼渣化學成分與水泥成分差別后,以鋼渣-石灰改性路基土效果為基礎,提出了鋼渣成分增補的概念,即向鋼渣內摻和偏高嶺土和熟石灰,并用水泥三率值指標控制個物質之間的摻量,尋求最優(yōu)配比。試驗結果表明,成分增補技術能夠用來提高鋼渣膠凝性,達到提高膠凝材料強度的目的。對于本項研究,水泥三率值中硅率(SM)、鋁率(IM)和石灰飽和系數(KH)對強度在不同齡期有不同影響,最優(yōu)率值配比為SM=2,IM=1.6和KH=0.94。最優(yōu)配比時,成分增補鋼渣28天無側限抗壓強度為4.5MPa。(3)為進一步提升成分增補鋼渣強度,提升鋼渣再利用效果,以上述最優(yōu)配比為前提,向成分增補鋼渣內加入NaOH、NaCl和Na2SO4這三種不同種類的激發(fā)劑,從而探究激發(fā)劑環(huán)境下,成分增補鋼渣的強度變化規(guī)律。試驗結果表明,NaOH、NaCl和Na2SO4這三種激發(fā)劑的激發(fā)效果依次增強,它們的最優(yōu)摻量分別為3%、5%和5%。摻有5%Na2SO4的成分增補鋼渣28天強度能夠達到10.9MPa,表明激發(fā)后鋼渣復合膠凝材料具備作為CFG剛性樁復合地基材料的潛質,為鋼渣在軟土地基加固的應用奠定基礎。(4)利用微觀測試技術,測定成分增補鋼渣的孔隙變化規(guī)律、生成物類型與形態(tài),并以此為基礎,結合化學式來解釋激發(fā)機理。試驗結果表明,經成分增補和28天齡期養(yǎng)護后,主要膠凝生成物為C-S-H和C4AH13等,而成分增補鋼渣再經Na2SO4和NaCl激發(fā)后分別新增了鈣礬石(Aft)和費氏鹽(Friesdel's salt)兩種膠結產物。鈣礬石和Fs鹽生成,同時伴隨著生成NaOH,導致鋼渣顆粒內Si-O-Si和偏高嶺土內A1-O-A1內化學鍵斷裂,持續(xù)生成新產物,提高反應環(huán)境的堿度。水化產物的生成,形成了鋼渣型復合材料的膠結強度,降低了孔隙率,宏觀上表現(xiàn)為強度進一步提升。
【關鍵詞】：鋼渣 成分增補 再生利用 活性激發(fā) 微觀結構
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U414
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 研究背景11
• 1.2 鋼渣來源及成分11-13
• 1.3 鋼渣國內外利用現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 水泥和混凝土產業(yè)13-14
• 1.3.2 道路工程14-15
• 1.3.3 回填工程15
• 1.3.4 土木工程15
• 1.4 鋼渣活性激發(fā)15-17
• 1.4.1 物理激發(fā)16
• 1.4.2 化學激發(fā)16
• 1.4.3 熱力激發(fā)16-17
• 1.5 現(xiàn)有研究存在的問題17
• 1.6 技術路線17-19
• 第二章 試驗材料與試驗方法19-30
• 2.1 試驗材料19-22
• 2.1.1 試驗土樣19-20
• 2.1.2 試驗鋼渣20-21
• 2.1.3 偏高嶺土21-22
• 2.1.4 其他材料22
• 2.2 試驗內容與方案22-24
• 2.2.1 鋼渣穩(wěn)定土22-23
• 2.2.2 鋼渣成分增補和活性激發(fā)宏觀試驗23
• 2.2.3 強度生成機制的微觀試驗23-24
• 2.3 試驗方法24-29
• 2.3.1 基本物理性質試驗24
• 2.3.2 擊實與加州承載比(CBR)試驗24-25
• 2.3.3 標準稠度用水量試驗25-26
• 2.3.4 無側限抗壓強度(UCS)試驗26-27
• 2.3.5 pH試驗27
• 2.3.6 壓汞試驗27-28
• 2.3.7 X射線衍射試驗28
• 2.3.8 掃描電鏡試驗28-29
• 2.4 本章小結29-30
• 第三章 鋼渣穩(wěn)定土路用性能試驗30-38
• 3.1 石灰改性土樣2液限、塑限試驗結果30-31
• 3.2 鋼渣穩(wěn)定土擊實結果31-32
• 3.3 鋼渣穩(wěn)定土加州承載比(CBR)試驗結果32-34
• 3.4 鋼渣穩(wěn)定土膨脹試驗結果34-36
• 3.5 本章小結36-38
• 第四章 廢棄鋼渣的成分增補與活性激發(fā)技術38-58
• 4.1 水泥率值與成分增補38-39
• 4.2 標準稠度用水量試驗結果39-41
• 4.3 鋼渣復合膠凝材料強度試驗結果41-47
• 4.3.1 正交試驗分析方法41-42
• 4.3.2 無側限抗壓強度Ⅰ試驗結果42-45
• 4.3.3 應力-應變關系45-47
• 4.4 化學激發(fā)鋼渣復合膠凝材料強度試驗結果47-53
• 4.4.1 無側限抗壓強度Ⅱ試驗結果47-52
• 4.4.2 應力-應變關系52-53
• 4.5 化學激發(fā)鋼渣復合膠凝材料pH試驗結果53-55
• 4.6 本章小結55-58
• 第五章 成分增補與活性激發(fā)后鋼渣微觀試驗及機理分析58-69
• 5.1 壓汞(MIP)試驗58-60
• 5.1.1 MIP試驗適用范圍及水泥基材孔隙結構特點58-59
• 5.1.2 MIP試驗結果59-60
• 5.2 X射線衍射(XRD)試驗60-63
• 5.2.1 XRD尋峰依據和水化產物60-61
• 5.2.2 XRD試驗結果61-63
• 5.3 掃描電鏡(SEM)試驗63-66
• 5.3.1 常見物相形態(tài)63
• 5.3.2 SEM測試結果63-66
• 5.4 化學反應分析66-67
• 5.4.1 C-S-H和C-A-H形成66
• 5.4.2 硫酸鈉激發(fā)環(huán)境中鈣礬石形成66-67
• 5.4.3 氯化鈉激發(fā)環(huán)境中Friedel's鹽形成67
• 5.5 本章小結67-69
• 第六章 結論與展望69-73
• 6.1 結論69-71
• 6.1.1 鋼渣穩(wěn)定土路用性能69
• 6.1.2 成分增補鋼渣力學性能69-70
• 6.1.3 微觀試驗及機理分析70-71
• 6.2 不足與展望71-73
• 參考文獻73-78
• 致謝78-79
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及科研情況79

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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本文編號：498927