掺磷渣粉高性能机制山砂混凝土制备及工程应用

摘要

贵州地区机制山砂存在的颗粒级配差，石粉含量高，需水量大，收缩量大等性能不良问题不利于机制砂混凝土的应用，本文依托贵州省科技厅技术基金项目《磷渣超细粉的制备及其在高性能灌浆料和混凝土中的应用》(黔科合GZ字（2015）3013)，开展了机制山砂混凝土配制技术研究。
　　本研究主要内容包括：⑴通过换用两种级配的石子、砂子（掺用水洗砂），调整砂率，改善混机制山砂凝土级配，提高了混凝土和易性；调整引气剂、消泡剂的搭配比例分别为万分之3.5、万分之2时，机制山砂混凝土的拌合性能，强度等性能改善相对较为明显；采用P.O52.5水泥配制混凝土，减少了水泥和水的用量，减小了机制山砂混凝土收缩，提高了其耐久性能；掺用纤维，提高了机制山砂混凝土力学性能。⑵研究了磷渣粉混凝土配制技术。研究了磷渣粉对水泥、砂浆的物理力学性能、微观结构的影响；设计磷渣粉和粉煤灰混凝土正交对比试验，通过研究磷渣粉混凝土配比技术以改善混凝土性能，分别研究了磷渣粉比表面积，磷渣粉粉煤灰复掺比例，磷渣粉粉煤灰代替水泥比例对混凝土工作性能、力学性能的影响，结果表明磷渣粉比表面积1300m2/kg，磷渣粉与粉煤灰掺量比例为80%：20%，复合粉代替水泥比例20%（正交组合C2B3A3）的C30混凝土在该种情况下工作性能、力学性能相对较好。⑶对配制出的混凝土进行电通量、收缩、碳化、钢筋锈蚀、抗渗、抗冻的耐久性系统试验，结果表明磷渣超细粉降低了混凝土电通量，减小了其收缩和碳化深度，提高了其抗渗抗冻性能，显著提高了混凝土耐久性能。其原因是磷渣粉的微填充效应，减小了胶凝材料的空隙率提高了其密实度。磷渣粉后期的火山灰反应也增加了其产物的密实度。SEM图表明磷渣粉表面润滑的玻璃体态物质改善了混凝土的微观结构。磷渣粉混凝土二次水化反应产生的一些玻璃晶体态产物包裹在其表面，提高了其密实堆积效果，改善了混凝土的微观结构。能谱图和定量结构分析显示磷渣超细粉混凝土磷元素重量百分比达到了0.9%，原子百分比达到了0.7%，对试验起到了验证作用。XRD试验结果表明，磷渣粉参与水化反应生成一些磷酸铝产物共存于水化体系中，对混凝土早期反应起到了缓凝作用，为其后期反应产物的更好生成和紧密堆积创造了良好条件，提高了其后期密实度，改善了其耐久性能。⑷将配制出的高性能机制山砂混凝土成功应用到贵阳轻轨工程中，实现了国内磷渣粉-纤维机制山砂混凝土在轻轨中的应用。对配制出的混凝土进行了综合效益分析，结果表明综合效益显著。

目录

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

1.4 研究技术路线

1.5 研究意义

第二章 机制山砂混凝土配制技术的研究

2.1试验材料及试验方法

2.2 机制山砂混凝土基准配比的设计

2.3 机制山砂混凝土骨料优化技术研究

2.4 机制山砂混凝土外加剂技术研究

2.5 机制山砂混凝土P.O52.5水泥技术研究

2.6 聚丙烯纤维在混凝土中的应用研究

2.7 本章小结

第三章 磷渣粉在机制山砂混凝土中的应用研究

3.1 磷渣粉砂浆研究

3.2 磷渣粉在机制山砂混凝土中的应用研究

3.3 本章小结

第四章 磷渣粉机制山砂混凝土耐久性及微观结构研究

4.1 混凝土耐久性能研究

4.2 混凝土微观结构研究

4.3 本章小结

第五章 高性能机制山砂混凝土工程应用及效益分析

5.1 高性能磷渣超细粉机制山砂混凝土工程应用

5.2 高性能混凝土经济、社会和生态效益分析

5.3 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录

研究生期间发表的论文：

研究生期间参与的科研项目：

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