废玻璃粉活性及碱硅酸反应膨胀危害性研究

摘要

随着世界各国玻璃固体垃圾数量不断增加，浪费资源，污染环境。将废玻璃用于建筑材料是一种回收和利用废玻璃的有效方法，废玻璃作为骨料加入混凝土中，会发生碱硅酸反应（ASR），导致混凝土膨胀开裂，影响结构安全。新的研究方向是将废玻璃磨成粉末状物质，与粉煤灰、硅灰、煤矸石粉等类似，作为辅助胶凝材料加入混凝土中。大量研究发现，废玻璃粉基本不会导致ASR膨胀危害，细度较小时，还能改善其ASR膨胀危害，且具有较高的火山灰活性。研究废玻璃粉的活性和其ASR膨胀危害性，进一步研究其对力学性能及混凝土耐久性的改善情况，有助于废玻璃在混凝土中的回收利用与推广，减少环境污染，节省日渐紧缺的建筑材料，保证资源利用的可持续发展。本课题系统研究了废玻璃粉的活性，在活性研究基础上研究其对ASR的改善情况。收集三种不同颜色的玻璃研磨得到不同细度（球磨10min、15min、25min和35min）的玻璃粉，研究其不同掺量下在不同龄期的强度活性指数，评价各个参数对其活性的影响。选取研磨35min的白色玻璃粉，筛分得到不同粒径段（<53、53-75、75-150、150-300、300-600、600-900μm六种粒径）的玻璃粉，并根据线性拟合的方法配制不同分形维数（D=2.1～2.8）的玻璃粉，分别研究不同粒径、分形维数的玻璃粉对ASR膨胀危害的改善情况，并观察掺量、龄期对胶砂膨胀率值的影响。研究表明，废玻璃粉强度活性指数随比表面积增大而增大，两者之间有良好的线性关系，随龄期增长而增长，且与颜色相关。比表面积与粉煤灰相近的废玻璃粉，28d以前强度低于粉煤灰，28d及其以后的强度活性指数接近甚至高于粉煤灰，可达到90％以上甚至超过100%。SEM、XRD和净浆孔溶液pH值分析表明，废玻璃粉在 Ca(OH)2作用下会发生火山灰反应，棱片状废玻璃粉颗粒具有微骨料榫塞效应，有益于改善体系的孔结构和提高试件强度。粒径小于150μm或分形维数 D>2.3的废玻璃粉对 ASR具有较好的改善作用，150μm～300μm或 D=2.3时改善效果已不太明显，粒径越大或分形维数越小膨胀率值越大。掺量对ASR的影响与粒径或分形维数相关，粒径小于150μm或分形维数D>2.3的废玻璃粉，掺量越大，膨胀率值越小。

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第1章 绪 论

1.1 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 常见碱硅酸反应抑制剂

1.4 分形理论

1.5 研究内容及目标

第2章 试验原材料、仪器及方法

2.1 试验原材料

2.2 试验仪器

2.3 试验方法

第3章 废玻璃粉活性研究

3.1 试验方案

3.2 原始数据

3.3 数据处理与分析

3.4 本章小结

第4章 废玻璃粉ASR膨胀危害性研究

4.1 试验方案

4.2 试验结果

4.3 数据分析

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

成果目录

致谢