可循環(huán)混凝土的制備及其性能研究.pdf

1、混凝土是目前用量最大、用途最廣的土木工程材料，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要地位。但是，隨著混凝土用量的逐年增加，對自然資源的巨大消耗和對環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響，已引發(fā)了人們對其可持續(xù)發(fā)展的廣泛關(guān)注?；炷两窈蟮陌l(fā)展必須考慮到對資源的合理開發(fā)利用和環(huán)境保護(hù)，只有這樣，才能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
　　 針對水泥混凝土產(chǎn)業(yè)面臨的資源與環(huán)境問題，本文通過制備一種組成類似水泥熟料的高強(qiáng)度人造骨料，代替天然砂石，配制可以多次循環(huán)利用的水泥混凝土，以達(dá)到實

2、現(xiàn)混凝土循環(huán)利用的目的。
　　 研究了原料配比、煅燒工藝等對高強(qiáng)度人造骨料性能的影響。并利用高強(qiáng)度人造骨料配制了可循環(huán)混凝土。研究了可循環(huán)混凝土的力學(xué)性能和耐久性能。利用廢棄的可循環(huán)混凝土制備了再生水泥，借助SEM、巖相、XRD等測試手段分析了再生水泥礦物組成和形貌特征。主要研究內(nèi)容及取得的結(jié)果、結(jié)論如下:
　　 1.高強(qiáng)度人造骨料的制備研究。結(jié)果表明:水泥生料組分高強(qiáng)度人造骨料最佳原料配比為鋼渣7.7％、煤矸石10.4

3、％、石灰石81.8％，最佳煅燒溫度為1350℃，保溫時間為90min。按照最優(yōu)條件制備的人造骨料性能最佳，其吸水率為0.82％，壓碎指標(biāo)為6.78％，表觀密度為2675Kg/m3。廢棄物高強(qiáng)度人造骨料最佳原料配比為鋼渣30％、礦渣50％、煤矸石20％，最佳煅燒溫度為1300℃，最佳保溫時間為90min，最佳冷卻方式為風(fēng)冷。廢棄物高強(qiáng)度人造骨料的吸水率最低為1.55％，壓碎指標(biāo)為11.3g％，表觀密度為2672kg/m3，性能指標(biāo)均能達(dá)到

4、國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
　　 2.開展了可循環(huán)混凝土力學(xué)性能研究。結(jié)果表明:水灰比為0.45時，設(shè)計強(qiáng)度等級C40，采用廢棄物高強(qiáng)度人造骨料及水泥生料組分高強(qiáng)度人造骨料制備的可循環(huán)混凝土28d抗壓強(qiáng)度分別為52.8MPa、58.7MPa，由于改善了可循環(huán)混凝土的界面過渡區(qū)，其抗壓強(qiáng)度均高于相同條件下的普通混凝土。研究了礦物摻合料對可循環(huán)混凝土力學(xué)性能的影響。隨著粉煤灰、硅灰摻量的增加，可循環(huán)混凝土的抗壓強(qiáng)度均先增加后降低，粉煤灰、硅灰的

5、最佳摻量分別為30％和15％。
　　 3.對可循環(huán)混凝土的抗?jié)B性能研究表明:抗?jié)B性能隨著水灰比的增加而降低。水灰比和設(shè)計強(qiáng)度等級相同時，由于水泥原料人造骨料與水泥為同種材質(zhì)，可以改善混凝土的界面過渡區(qū)結(jié)構(gòu)，可循環(huán)混凝土的抗?jié)B性能優(yōu)于普通混凝土。添加粉煤灰和硅灰，可以改善可循環(huán)混凝土的抗?jié)B性能。粉煤灰、硅灰的最佳摻量分別為30％、15％。
　　 4.進(jìn)行了可循環(huán)混凝土抗凍性能的研究。結(jié)果表明:可循環(huán)混凝土的抗凍性能隨著水灰

6、比的增加而降低。水灰比、設(shè)計強(qiáng)度等級相同時，可循環(huán)混凝土的抗凍性能優(yōu)于普通混凝土。添加粉煤灰和硅灰，可以改善可循環(huán)混凝土的抗凍性能。粉煤灰、硅灰的最佳摻量分別為30％和15％。硅灰作為改善可循環(huán)混凝土抗凍性能的礦物摻合料，性能要優(yōu)于粉煤灰。
　　 5.利用廢棄的可循環(huán)混凝土制備再生水泥的研究。對水泥生料組分人造骨料混凝土微粉進(jìn)行化學(xué)分析，計算其率值分別為KH=0.82，SM=2.05，IM=1.26，直接作為水泥生料煅燒水泥熟料

7、，添加5％石膏粉磨后制得再生水泥，測定其比表面積為396m2/kg，初、終凝時間分別為140、345min，安定性合格。按水泥標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度檢驗方法成型并養(yǎng)護(hù)，測定3d、7d、28d抗壓強(qiáng)度分別為29.8MPa、45.lMPa和51.3MPa，抗折強(qiáng)度分別為5.8MPa、8.4MPa和8.6MPa，滿足42.5普通硅酸鹽水泥性能要求。
　　 根據(jù)廢棄物人造骨料混凝土微粉的化學(xué)組成分析，計算其KH、IM、SM分別為0.16、1.87和1

8、.63，通過添加鈣質(zhì)及其他校正原料，制備了合格的再生水泥熟料，添加5％石膏粉磨制得再生水泥，水泥的比表面積為387.2m2/kg，初、終凝時間分別為130、320min，安定性合格。按標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量成型制備凈漿試件，測定其3d、7d、28d抗壓強(qiáng)度分別為47.1MPa.59.8MPa、75.6MPa。按水泥標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度檢驗方法成型并養(yǎng)護(hù)，測定3d、7d、28d抗壓強(qiáng)度分別為23.6MPa、38.7MPa和48.9MPa，抗折強(qiáng)度分別為4.8