本文關(guān)鍵詞：礦渣和粉煤灰制備CBC復(fù)合材料及混凝土強度研究

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【摘要】：CBC(Chemically Bonded Ceramics)膠凝材料是一被廣泛關(guān)注的環(huán)境友好型材料,該材料主要以大宗工業(yè)固體廢棄物為原料,采用簡單的機械活化、化學(xué)活化制備而成,具有來源豐富、成本低廉的特點,與傳統(tǒng)水泥相比,不需高溫?zé)Y(jié),因此屬環(huán)保友好型材料。CBC膠凝材料一般組成為20%-70%的礦渣粉、10%-20%的粉煤灰、5%-30%的硅酸鹽熟料和5%-15%石灰。CBC膠凝材料最終形成的是-Si-0-Si-、-Si-0-Al-立體網(wǎng)結(jié)構(gòu),具有陶瓷的特點,因此,其力學(xué)性能比普通硅酸鹽水泥基材好,特別對有粘土存在時表現(xiàn)出良好的固結(jié)能力。與水泥相比,CBC膠凝材料具有較好的應(yīng)用前景。但是,工業(yè)廢渣制備CBC膠凝材料的形成機理、性能以及在混凝土方面的應(yīng)用研究較少,主要是CBC膠凝材料與硅酸鹽水泥組分相差很大。為了實現(xiàn)大規(guī)模利用礦渣粉、粉煤灰,本文對礦渣粉、粉煤灰膠凝材料(CBC)的配合比設(shè)計及混凝土力學(xué)性能進行詳細的分析研究。系統(tǒng)的研究了 C30、C40強度等級的CBC膠凝材料混凝土配合比設(shè)計,并對其配合比設(shè)計進行了優(yōu)化。此外,由于CBC膠凝材料混凝土的早期強度較弱,因此本文對化學(xué)激發(fā)劑進行系統(tǒng)研究和優(yōu)化組合,較好地解決了制備混凝土的早期強度低的問題,另外,對CBC膠凝材料混凝土的養(yǎng)護方式也展開了相應(yīng)的研究。本文主要研究工作及研究成果如下:1.CBC膠凝材料制備前,需要對各原材料進行活化處理。首先分析原材料的性質(zhì),探討工業(yè)廢渣的活化機理,根據(jù)礦渣粉、粉煤灰、熟料的性質(zhì),采用物理活化方法。其次根據(jù)粉煤灰、礦渣粉、熟料、石灰、石膏不同比例設(shè)計C30、C40的CBC膠凝材料。2.根據(jù)普通硅酸鹽水泥混凝土配合比設(shè)計規(guī)程以及CBC膠凝材料的特性,配制C30流動性混凝土,通過優(yōu)化實驗確定最佳水灰比、膠骨比。研究表明:當(dāng)水灰比為0.48、膠骨比為0.43,抗壓強度可達32.52MPa,滿足C30流動性混凝土的要求。參照C30流動性混凝土的CBC膠凝材料配比,以C30混凝土的研究結(jié)果為基礎(chǔ),開展了 C40膠凝材料配比以及C40流動性混凝土的研究,在水灰比為0.53,膠骨比為0.39,抗壓強度可達39.55MPa,基本滿足C40流動性混凝土的設(shè)計要求。3.研究了不同化學(xué)添加劑對CBC膠凝材料混凝土抗壓強度的影響,結(jié)果表明:混凝土早期抗壓強度提高最大的是硫酸鈉,硫酸鈉摻0.8%時,效果最好。同時研究了自然養(yǎng)護、蒸汽養(yǎng)護、恒溫恒濕養(yǎng)護、靜停時間、養(yǎng)護時間對混凝土力學(xué)性能的影響,結(jié)果表明:CBC膠凝材料混凝土在100℃蒸汽養(yǎng)護較好,抗壓強度隨著養(yǎng)護時間的增加而加強。通過以上研究,初步掌握了 CBC膠凝材料混凝土的養(yǎng)護方式、靜停時間、添加劑的種類及添加量。4.對各原材料及CBC混凝土進行XRD檢測分析,結(jié)果表明:礦渣粉、粉煤灰中的主要礦物化學(xué)組成為SiO2、CaO和A1203,礦物相為硅酸鹽及玻璃體。CBC膠凝材料混凝土水化后,含有少量的晶相,主要是硅灰石、槍晶石和硅酸二鈣等化合物。
【關(guān)鍵詞】：CBC膠凝材料 XRD 抗壓強度 混凝土 配合比
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU528
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-18
• 第一章 緒論18-28
• 1.1 研究背景及意義18-20
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀20-21
• 1.3 利用工業(yè)廢渣制備CBC膠凝材料發(fā)展?fàn)顩r21-23
• 1.4 工業(yè)廢渣在水泥基材中的研究狀況23-26
• 1.4.1 粉煤灰在水泥基材中的研究狀況23-24
• 1.4.2 礦渣粉在水泥基材中的研究狀況24-25
• 1.4.3 粉煤灰、礦渣粉在水泥基材中的應(yīng)用研究25-26
• 1.5 選題依據(jù)和意義26
• 1.6 本文研究的內(nèi)容和創(chuàng)新26-27
• 1.7 本章小結(jié)27-28
• 第二章 實驗原理與方法28-46
• 2.1 工業(yè)廢渣活化理論28-30
• 2.1.1 活性的概念28-29
• 2.1.2 物理活化29
• 2.1.3 化學(xué)活化29-30
• 2.1.4 激發(fā)劑30
• 2.2 實驗原理30-31
• 2.3 試驗原材料31-36
• 2.3.1 混凝土制備的原材料31
• 2.3.2 水泥31-32
• 2.3.3 粉煤灰32-33
• 2.3.4 礦渣粉33-35
• 2.3.5 化學(xué)試劑35-36
• 2.4 實驗方法36-41
• 2.4.1 摻和膠凝材料及其混凝土制備工藝流程圖36-37
• 2.4.2 實驗設(shè)備37-40
• 2.4.3 摻和膠凝材料的活化40
• 2.4.4 混凝土的配合比設(shè)計方法40
• 2.4.5 混凝土的力學(xué)性能測試40-41
• 2.4.6 抗壓強度的測試原理41
• 2.5 XRD物相分析41-44
• 2.5.1 X射線介紹41
• 2.5.2 X射線工作原理41-42
• 2.5.3 XRD設(shè)備42-43
• 2.5.4 XRD常用軟件43-44
• 2.6 本章小結(jié)44-46
• 第三章 C30混凝土配合比設(shè)計及實驗46-60
• 3.1 C30混凝土的配合比設(shè)計及優(yōu)化46-49
• 3.1.1 CBC膠凝材料的研究46
• 3.1.2 混凝土配制強度和水灰比46-47
• 3.1.3 C30流動性混凝土的配合比設(shè)計47-48
• 3.1.4 配合比的調(diào)整48
• 3.1.5 養(yǎng)護制度對混凝土性能的影響48-49
• 3.2 C30流動性混凝土研究49-57
• 3. 2.1 C30流動性混凝土的CBC膠凝材料研究49-50
• 3.2.2 C30混凝土配合比設(shè)計初探50-52
• 3.2.3 化學(xué)添加劑對混凝土的影響52-54
• 3.2.4 水膠比對混凝土強度的影響54-55
• 3.2.5 Na_2SO_4摻量對混凝土強度影響55-56
• 3.2.6 養(yǎng)護制度對混凝土抗壓強度的影響56-57
• 3.3 C30混凝土的X衍射分析57-58
• 3.4 本章小結(jié)58-60
• 第四章 C40混凝土的配合比設(shè)計及實驗60-64
• 4.1 C40混凝土的配合比設(shè)計及優(yōu)化60
• 4.2 C40流動性混凝土的CBC膠凝材料研究60-62
• 4.2.1 C40混凝土膠凝材料配合比初探60-61
• 4.2.2 C40混凝土的CBC膠凝材料研究61-62
• 4.3 C40的實驗結(jié)果分析62-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 第五章 總結(jié)與展望64-66
• 5.1 總結(jié)64-65
• 5.2 展望65-66
• 致謝66-68
• 參考文獻68-72
• 附錄 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文72

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本文編號：702632