高强复合陶粒的制备及轻骨料混凝土氯离子渗透性能的研究

摘要

我国是世界上粉煤灰产量最大的国家之一，虽然近年来我国对粉煤灰的综合利用进行了大量的开发和研究，但目前对于粉煤灰的总体利用率并不高，尤其是低等级粉煤灰的利用率更低。同时，我国玻璃及其制品的用量也逐年增大，不可避免的产生了大量的废玻璃，对环境的负荷也逐年增加。因此，科学合理的利用粉煤灰和废玻璃等固体废弃物，对于提高相关行业的经济效益和保护自然环境均具有十分重要的意义。
　　本文以低等级粉煤灰和废玻璃为主要原料，辅以粘结剂和造孔剂等外加剂烧制高强复合陶粒。通过大量的基础试验和正交试验确定了烧制高强复合陶粒的最佳配方及最佳烧制参数，即粉煤灰∶废玻璃∶粘结剂∶造孔剂=56∶24∶8∶12，干燥温度:110℃，干燥时间:24h;预热温度:600℃，预热时间:20min;焙烧温度:1140℃，焙烧时间:30min。
　　同时，全面分析了原料、外加剂以及烧制参数对高强复合陶粒性能的影响以及陶粒孔隙形成的机理。通过XRD和SEM分析，可以发现焙烧粉煤灰和废玻璃的过程中产生了大量影响陶粒强度的非晶态凝胶相，内部产生了大量的气孔。
　　利用自制的高强复合陶粒，采用绝对体积法进行了轻骨料混凝土的配合比设计。在水灰比为0.40，砂率为40％的情况下，配制的混凝土的28 d抗压强度为47.5MPa，干表观密度为1878Kg/m3，达到LC40轻骨料混凝土的要求。
　　通过RCM法和ASTM C1202快速试验方法，比较了同强度等级下轻骨料混凝土和普通混凝土的抗氯离子渗透性能，并研究了骨料、预湿程度以及掺合料对高强复合陶粒混凝土抗氯离子渗透性能的影响。试验表明，同强度等级下，轻骨料混凝土比普通混凝土具有更好的抗氯离子渗透性能;在陶粒混凝土的配制过程加入一定量的粉煤灰能够有效的改善其抗渗性;预湿对轻骨料混凝土的抗渗性会产生不利影响。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 陶粒及陶粒混凝土简述

1．1．1 陶粒

1．1．2 陶粒混凝土

1．2 陶粒混凝土的耐久性与渗透性

1．3 陶粒和陶粒混凝土渗透性的研究现状

1．3．1 陶粒的研究现状

1．3．2 陶粒混凝土渗透性的研究现状

1．4 本课题的研究意义

1．4．1 高强复合陶粒的研究意义

1．4．2 陶粒混凝土渗透性的研究意义

1．5 本课题的研究内容

2 试验概况

2．1 陶粒试验材料

2．1．1 粉煤灰

2．1．2 废玻璃

2．1．3 造孔剂

2．1．4 粘结剂

2．2 混凝土试验材料

2．2．1 水泥

2．2．2 普通粗骨料

2．2．3 人造轻骨料

2．2．4 细骨料

2．2．5 水

2．3 高强复合陶粒制备的试验方法

2．3．1 原料配比的确定

2．3．2 烧制参数的确定

2．3．3 最优方案的确定

2．3．4 工艺流程的确定

2．4 轻骨料混凝土的抗氯离子渗透性的试验方法

2．4．1 轻骨料混凝土配合比的确定

2．4．2 轻骨料混凝土的配制

2．4．3 陶粒混凝土试件的制作

2．4．3 氯离子渗透试验

2．5 实验设备

2．5．1 SRJX-4-13高温箱式电阻炉

2．5．2 KSY-6-16电炉温度控制器

2．5．3 101-2A型电热恒温鼓风干燥箱

2．5．4 PY175盘式研磨机

2．5．5 WE-600液压式万能材料试验机

2．5．6 RCM-DH型氯离子扩散系数测定仪

2．5．7 LC150型超声波清洗机

2．5．8 DTL-A氯离子电通量测定仪

3 高强复合陶粒的制备

3．1 引言

3．2 基础试验

3．3 正交试验

3．3．1 正交试验设计

3．3．2 正交试验结果分析

3．4 影响陶粒性能的主要因素

3．4．1 原材料性质的影响

3．4．2 原材料配比结构的影响

3．4．3 焙烧参数的影响

3．4．4 外加剂的影响

3．4．5 成球方式的影响

3．5 高强复合陶粒膨胀及高强机理研究

3．5．1 膨胀机理

3．5．2 高强机理

3．6 高强复合陶粒结构

3．6．1 高强复合陶粒的宏观结构

3．6．2 高强复合陶粒的微观结构

3．7 本章小结

4 陶粒混凝土氯离子渗透性研究

4．1 引言

4．2 陶粒混凝土渗透性试验

4．2．1 混凝土的配制

4．2．2 RCM法氯离子渗透试验

4．2．3 ASTM C1202快速氯离子渗透试验

4．3 陶粒混凝土氯离子渗透性的影响因素

4．3．1 骨料对陶粒混凝土氯离子渗透性的影响

4．3．2 掺合料及预湿对陶粒混凝土氯离子渗透性的影响

4．4 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢