微硅粉制備綠色混凝土及其關鍵技術研究.pdf

1、隨傳統(tǒng)礦物資源的逐漸消耗殆盡和環(huán)境污染的不斷加劇，現(xiàn)代社會大力倡導發(fā)展循環(huán)經濟，它是實現(xiàn)節(jié)能減排、經濟發(fā)展與環(huán)境保護雙贏，實現(xiàn)經濟效益、社會效益和生態(tài)效益統(tǒng)一的有效途徑。硅鐵合金冶煉廠產生的微硅粉和生物質燃料發(fā)電廠排放的秸稈灰，在相當長的時間內未被合理處理而有效地應用，僅僅作堆放或填埋處理，不僅浪費了資源也造成環(huán)境污染。
　　 從硅鐵冶金爐煙氣中收集的微硅粉顆粒細小，并且經歷了高溫到低溫過程，其中的SiO2具有很高的潛在活性，本

2、文在廣泛的調研與查閱國內外資料的基礎上，擬對微硅粉物理化學特性及作為礦物摻合料在混凝土中的應用進行深入地研究。通過X射線熒光分析、X射線衍射分析、掃描電鏡分析、BET氮吸附等測試，從微觀上對微硅粉物理化學特性進行全面分析與評價;將微硅粉單摻在混凝土中，研究其對新拌混凝土和易性能、混凝土力學性能的影響，并與S95礦粉、Ⅰ級粉煤灰進行系統(tǒng)性對比實驗;并采用微硅粉、礦粉復摻方式制備高強高性能混凝土，為工程實際提供參考依據。秸稈灰中含有相當數(shù)量

3、的SiO2，在秸稈燃燒過程中也經歷了高溫—冷卻過程，使秸稈灰中SiO2也具有一定程度的潛在活性，本文擬將秸稈灰作礦物摻合料應用于混凝土中，研究其對混凝土和易性能、力學性能的影響，并對秸稈灰與微硅粉復合制備綠色能混凝土的可行性進行分析。
　　 研究結果表明微硅粉中SiO2含量達到91.51％，并且為不定形玻璃態(tài)，粒徑約0.1～0.2μm，易團聚，內部結構疏松、多孔;BET等溫曲線為Ⅳ型等溫線，滯后回環(huán)為H1類回滯環(huán)，故微硅粉內部孔

4、為兩端開口管狀介孔;BET法比表面積為36.52m2/g，BJH法平均孔徑為7.78nm。因此微硅粉具有優(yōu)異的化學潛在活性和物理吸附性能。
　　 微硅粉需水量比為122％，火山灰活性指數(shù)為108％，達到了SF88等級。微硅粉作為礦物摻合料添加到水泥中會增加標準稠度用水量，延長凝結時間，提高水泥膠砂強度，在水泥膠砂中的最佳摻量為5％左右。主要通過微硅粉顆粒吸附在水泥顆粒表面阻止水泥水化，和二次火山灰反應生成凝膠包裹在水泥表面達到緩

5、凝效果;通過火山灰效應、加速水泥水化和顆粒填充效應提高膠砂強度。
　　 微硅粉吸水性很強，導致混凝土和易性降低，但會減少發(fā)生泌水的現(xiàn)象;作為礦物摻合料應用于混凝土中可以較大幅度地提高早期強度和后期強度，但后期強度提高幅度小于早期幅度，在普通混凝土中的最佳摻量為10％左右，其膠凝性能（活性）均優(yōu)于S95礦粉和Ⅰ級粉煤灰，對混凝土和易性能的影響也均大于后兩者。通過微硅粉和礦粉復摻方式（微硅粉∶礦粉=10％∶20％）可成功制備C80高

6、強混凝土，微硅粉通過二次火山灰效應、顆粒填充效應等方式改善混凝土內部孔結構，減小有害孔徑，降低孔隙率，使混凝土內部更密實，強度更高;實驗中混凝土內部平均孔徑小至13.8nm，孔隙率低至4.89％。
　　 秸稈灰與微硅粉復合可以以較低水泥用量制備中低強度混凝土，適當摻量的秸稈灰能夠提高普通混凝土早期強度，但對后期強度影響不大，在混凝土中的最佳摻量為5％，在混凝土中的摻量宜在10％以下;秸稈灰不宜在高強高性能混凝土中使用。由于秸稈灰