粗集料及掺合料对自燃煤矸石砂轻混凝土性能影响研究

摘要

我国是以煤炭为主要能源的国家，煤炭开采产生的煤矸石是最大宗的工业固体废弃物，其对环境造成的污染引起了人们的广泛关注。因此，煤矸石减量化、资源化和规模化利用迫在眉睫。煤矸石的组成和性质决定了在建材领域应用的可能性，而煤矸石在建材领域的资源化利用，是规模化消纳煤矸石的最佳途径。本课题是国家自然科学基金委员会与神华集团有限公司联合资助项目—“煤矸石在水泥和混凝土中资源化利用关键科学问题研究”(U1261122)的子项目，取得的所有研究成果都是在该基金的资助下完成的。
　　课题采用现场调研及取样、试验研究和理论分析等综合方法，通过单因素对比试验、正交试验，研究自燃煤矸石粗集料的预处理、复掺矿物掺合料等对自燃煤矸石砂轻混凝土性能的影响及规律，试图解决自燃煤矸石粗集料混凝土广泛应用的瓶颈问题，取得以下主要研究成果:
　　自燃煤矸石粗集料的吸水速度较快，20min可以达到饱和吸水率的95％;吸水速度随吸水时间的延长而变化，大致可分为三个阶段，建立了自燃煤矸石粗集料吸水量与吸水时间之间的定量关系式。当自燃煤矸石粗集料附加水为吸水率的80％，且提前1h吮水润湿，自燃煤矸石砂轻混凝土在保证强度等级要求的前提下，能实现预拌混凝土的大流动性配制要求。
　　正交试验结果显示，硅灰掺量对自燃煤矸石砂轻混凝土拌合物工作性、硬化强度以及抗氯离子渗透等性能影响都特别显著。但当掺量较小时，对混凝土抗冻性能影响不显著;粉煤灰掺量对拌合物的工作性、抗冻性能的影响特别显著，对28d抗压强度影响显著，对抗氯离子渗透的影响不显著。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 煤矸石简介

1．2 煤矸石带来的危害

1．3 煤矸石在建筑材料领域综合利用现状

1．3．1 国内煤矸石利用现状

1．3．2 国外煤矸石利用现状

1．3．3 煤矸石作为混凝土粗集料的研究现状

1．4 自燃煤矸石砂轻混凝土概述

1．5 本文研究背景

1．6 本文主要研究内容及研究方法

1．7 本文主要技术路线

2 试验材料、方法及试验设备

2．1 原材料的基本性能

2．1．1 自燃煤矸石

2．1．2 其他原材料

2．2 试验方法

2．2．1 自燃煤矸石粗集料表观密度试验

2．2．2 自燃煤矸石粗集料吸水率试验

2．2．3 混凝土拌合物稠度试验

2．2．4 混凝土抗压强度试验

2．2．5 混凝土劈拉强度试验

2．2．6 混凝土抗氯离子渗透试验

2．2．7 混凝土抗冻融试验

2．3 试验设备

3 附加水及预湿时间对自燃煤矸石砂轻混凝土性能影响试验研究

3．1 引言

3．2 自燃煤矸石砂轻混凝土集料的组合方式

3．3 自燃煤矸石砂轻混凝土单位用水量的确定

3．3．1 自燃煤矸石粗集料的吸水性特性

3．3．2 自燃煤矸石砂轻混凝土单位用水量

3．4 附加水及预湿时间对混凝土性能的影响

3．4．1 配合比设计

3．4．2 附加水对自燃煤矸石砂轻混凝土工作性及强度的影响

3．4．3 预湿时间对自燃煤矸石砂轻混凝土工作性及强度的影响

3．5 本章小结

4．基于正交设计的矿物掺合料对自燃煤矸石砂轻混凝土性能影响试验研究

4．1 引言

4．2 正交设计的试验配合比

4．3 矿物掺合料对自燃煤矸石砂轻混凝土工作性的影响

4．3．1 引言

4．3．2 试验结果

4．3．3 直观分析

4．3．4 极差与方差分析

4．3．5 机理分析

4．4 矿物掺合料对自燃煤矸石砂轻混凝土强度的影响

4．4．1 引言

4．4．2 试验原理

4．4．3 试验结果

4．4．4 直观分析

4．4．5 极差与方差分析

4．4．6 机理分析

4．5 矿物掺合料对自燃煤矸石砂轻混凝土抗氯离子渗透性能的影响

4．5．1 引言

4．5．2 试验原理

4．5．3 试验结果

4．5．4 直观分析

4．5．5 极差与方差分析

4．5．6 机理分析

4．6 矿物掺合料对自燃煤矸石砂轻混凝土抗冻性能的影响

4．6．1 引言

4．6．2 试验原理

4．6．3 试验结果

4．6．4 直观分析

4．6．5 极差与方差分析

4．6．6 机理分析

4．6．7 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

作者简历

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