石灰石粉-粉煤灰-水泥胶凝材料性能的研究

摘要

随着我国建筑行业飞速发展,对矿物掺合料的利用已经向环保、经济的趋势发展,寻找新资源势在必行。石灰石粉资源丰富,加以利用不仅可以保护环境,还可以产生良好的社会经济效益;粉煤灰作为一种优质的矿物掺合料,其众多优势已得到大量验证,而石灰石粉与粉煤灰双掺的研究却很少。本文以石灰石粉、粉煤灰为研究对象,研究了两者对水泥胶砂物理力学性能的影响,探讨了两者对水泥胶砂硫酸盐侵蚀下性能影响,同时试验研究了两者对水泥胶砂干缩及对混凝土抗渗性影响。本文主要工作和取得的成果如下:
　　 1.研究了石灰石粉和粉煤灰分别单掺及双掺对水泥基材料性能的影响。
　　 1)石灰石粉对水泥胶砂流动度有利,胶砂流动度随石灰石粉掺量增加而增大。掺石灰石粉净浆和胶砂试件强度随石灰石粉掺量增大先增大后减小,掺量为10％左右时试件早期强度达到最大值。同龄期掺10％石灰石粉浆体化学结合水含量达到最大且化学结合水含量随龄期增长而增大;同龄期掺10％石灰石粉浆体吸水率最小且随龄期的增长而减小。
　　 2)粉煤灰掺入对改善石灰石粉浆体和石灰石粉胶砂试件流动度均有利。5％石灰石粉与5％粉煤灰复掺时水泥浆体和水泥胶砂试件强度在复掺系列中效果最好,且都大于同龄期单掺5％石灰石粉和单掺5％粉煤灰胶砂试件强度。复掺试件中当石灰石粉掺量一定时,浆体化学结合水含量随粉煤灰掺量增加而减少;石灰石粉掺量一定时,复掺试件吸水率随粉煤灰掺量增加而增大。
　　 2.研究了石灰石粉掺量、粉煤灰掺量及两者双掺对净浆和胶砂试件硫酸盐侵蚀下性能影响。
　　 1)石灰石粉对胶砂抗硫酸盐侵蚀不利。掺石灰石粉胶砂试件在硫酸盐侵蚀3个月后各配比试件强度开始下降,浸泡8个月掺石灰石粉胶砂抗蚀系数都小于0.8。同一龄期,胶砂吸水率随石灰石粉掺量增加而增大。同龄期试件硫酸根离子含量随石灰石粉掺量增加而增大。石灰石粉试件浸泡240d发现了膨胀性产物石膏。
　　 2)粉煤灰的掺入对水泥基材料抗硫酸盐侵蚀有改善作用。掺粉煤灰胶砂前3个月试件抗压抗蚀系数随粉煤灰掺量增加而减小且都小于基准试件,从第4个月开始掺粉煤灰胶砂试件的抗压抗蚀系数随粉煤灰掺量增加而增大且都大于基准试件。粉煤灰的掺入可以减小胶砂吸水率。试件硫酸根离子含量随粉煤灰掺加而减小。掺5％粉煤灰试件浸泡240d未发现膨胀性产物石膏。
　　 3)粉煤灰的掺入能有效改善石灰石粉水泥基材料抗硫酸盐侵蚀程度。双掺石灰石粉与粉煤灰试件抗折抗蚀系数从浸泡第3个月开始下降,浸泡8个月仍大于0.8。抗压抗蚀系数从浸泡第4个月开始大于基准试件,后期抗压抗蚀系数随粉煤灰掺量增加而增大。双掺石灰石粉与粉煤灰胶砂清水和硫酸盐中吸水率前3个月较基准试件大,从第4个月开始胶砂吸水率都小于基准试件且随粉煤灰掺量增加,胶砂吸水率越小。当石灰石粉掺量一定时,浆体硫酸根离子含量随粉煤灰增加而减小。5％石灰石粉与5％粉煤灰双掺浆体浸泡8个月发现膨胀性产物石膏,但受侵蚀程度较单掺5％石灰石粉试件好。
　　 3.研究了石灰石粉、粉煤灰对水泥胶砂干燥收缩性能影响。
　　 1)同一龄期掺石灰石粉胶砂干燥收缩随石灰石粉掺量增加先增大后减小,同一龄期石灰石粉掺量为10％左右时胶砂干燥收缩最大。
　　 2)同一龄期,粉煤灰掺量增加,胶砂干燥收缩先减小后增大,粉煤灰掺量10％左右时,改善胶砂干燥收缩性能最好。
　　 3)石灰石粉掺量一定时,胶砂干燥收缩随粉煤灰掺量增加而减小。5％石灰石粉与5％粉煤灰复掺时胶砂干燥收缩较两者分别单掺时都要大。胶凝材料总掺量一定时,在单掺和复掺试件中掺粉煤灰试件干燥收缩最小。
　　 4.研究了掺石灰石粉、粉煤灰对混凝土抗渗性能影响。
　　 1)石灰石粉对混凝土抗渗性能不利,石灰石粉掺量越多,混凝土抗渗性能越差;石灰石粉细度对混凝土抗渗性能影响不大。
　　 2)粉煤灰对混凝土抗渗性能有利,粉煤灰掺量越多混凝土抗渗性能越好。
　　 3)粉煤灰能改善石灰石粉混凝土抗渗性能;石灰石粉细度对双掺石灰石粉与粉煤灰混凝土抗渗性能影响不大;双掺石灰石粉与粉煤灰混凝土抗渗性能随混凝土水胶比增大而减弱。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 研究目的和意义

1.3 国内外研究现状

1.3.1 石灰石粉-水泥胶凝材料的研究现状

1.3.2 粉煤灰-水泥胶凝材料的研究现状

1.3.3 石灰石粉-粉煤灰-水泥胶凝材料的研究现状

1.4 本文主要研究内容

第二章 原材料与试验方法

2.1 原材料

2.2 试验方法

2.2.1 流动度测定

2.2.2 力学强度测定

2.2.3 化学结合水测定

2.2.4 吸水率

2.2.5 硫酸盐侵蚀试验

2.2.6 硫酸根离子含量测定

2.2.7 XRD试验

2.2.8 干燥收缩率

2.2.9 离子渗透性

第三章 石灰石粉-粉煤灰-水泥胶凝体系物理力学性能研究

3.1 试验设计

3.2 石灰石粉-水泥胶凝体系性能研究

3.2.1 石灰石粉对净浆流动度影响

3.2.2 石灰石粉对胶砂流动度影响

3.2.3 石灰石粉对净浆、胶砂强度影响

3.2.4 石灰石粉对水泥浆体化学结合水影响

3.2.5 石灰石粉对水泥浆体吸水率影响

3.2.6 XRD分析

3.3 粉煤灰-水泥胶凝体系性能研究

3.3.1 粉煤灰对净浆、胶砂流动度影响

3.3.2 粉煤灰对净浆、胶砂强度影响

3.3.3 粉煤灰对水泥浆体化学结合水影响

3.3.4 粉煤灰对水泥浆体吸水率影响

3.3.5 XRD分析

3.4 石灰石粉-粉煤灰-水泥胶凝体系性能研究

3.4.1 石灰石粉-粉煤灰双掺对净浆流动度影响

3.4.2 石灰石粉-粉煤灰双掺对胶砂流动度影响

3.4.3 石灰石粉-粉煤灰双掺对净浆、胶砂强度影响

3.4.4 石灰石粉-粉煤灰双掺对水泥浆体化学结合水影响

3.4.5 石灰石粉-粉煤灰双掺对水泥浆体吸水率影响

3.5 小结

第四章 石灰石粉-粉煤灰-水泥胶凝体系硫酸盐侵蚀性能研究

4.1 试验设计

4.2 评价指标

4.2.1 外观变化

4.2.2 抗蚀系数

4.3 外观变化

4.4 抗蚀系数

4.5 机理分析

4.5.1 吸水率

4.5.2 硫酸根离子含量

4.5.3 XRD

4.6 小结

第五章 石灰石粉-粉煤灰-水泥胶凝体系干燥收缩性能研究

5.1 干燥收缩机理

5.2 粉煤灰、石灰石粉干燥收缩研究现状

5.3 试验设计

5.4 石灰石粉-水泥胶凝体系干燥收缩研究

5.5 粉煤灰-水泥胶凝体系干燥收缩研究

5.6 石灰石粉-粉煤灰-水泥胶凝体系干燥收缩研究

5.7 小结

第六章 石灰石粉-粉煤灰-水泥胶凝体系抗渗性能研究

6.1 氯离子侵蚀及混凝土抗渗性研究

6.2 电通量法评价混凝土氯离子渗透性缺陷

6.3 粉煤灰、石灰石粉对混凝土抗渗性研究现状

6.4 试验设计

6.5 石灰石粉-水泥胶凝体系渗透性能研究

6.5.1 石灰石粉掺量对混凝土电通量影响

6.5.2 石灰石粉细度对混凝土电通量影响

6.6 粉煤灰胶凝体系渗透性能研究

6.7 石灰石粉-粉煤灰胶凝体系渗透性能研究

6.7.1 掺量影响

6.7.2 石灰石粉细度影响

6.7.3 水胶比影响

6.8 小结

第七章 结论与展望

7.1 主要结论

7.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间参与科研与论文发表情况