用工业废渣制备耐热混凝土的试验研究

摘要

建筑材料行业是工业废弃物资源再生和循环利用的最重要的技术路线和应用途径，本文从耐热混凝土的定义出发，结合普通混凝土在高温条件下强度损失的机理原因，总结了关于提高耐热混凝土性能的研究现状，在此基础上提出用工业废渣制备耐热混凝土的研究思路，主要研究在750℃条件下胶凝材料和混凝土的耐热性能。 通过力学性能、XRD衍射仪和SEM扫描电镜等测试方法分析粉煤灰对铝酸盐水泥和硅酸盐水泥的耐热性能的影响，结果表明：将粉煤灰掺入到到铝酸盐水泥中，粉煤灰仅仅发挥物理充填作用，不与铝酸盐水泥发生反应，粉煤灰的掺入对铝酸盐水泥的耐热性能没有改善作用，随着粉煤灰掺量的增加，铝酸盐水泥高温煅烧后的残余强度不断降低；将粉煤灰掺入到到硅酸盐水泥中，其所含的活性硅铝物质与硅酸盐水泥水化产物氢氧化钙在常温和高温下都发生反应，减少了高温下因氢氧化钙分解造成的强度损失，对硅酸盐水泥的耐热性能有明显的改善作用。当粉煤灰的掺量在40%以下时，随着粉煤灰掺量的增加，净浆试样的残余强度增加；胶砂试样因结构内存着一定的孔隙和界面，在急热急冷的过程中热应力得到一定的缓冲，使得热震性能优于结构致密的净浆试样。 对耐热混凝土的组成进行选择，确定胶凝材料为硅酸盐水泥和粉煤灰，细骨料为矿渣砂，粗骨料为废耐火材料。通过正交试验选择耐热性能最优的试验配比，对最优配比耐热混凝土进行综合分析，结果表明，确定最优配比参数：胶凝材料用量470kg/m3，粉煤灰掺量为50%，水胶比为0.38，砂率为40%。 对净浆、胶砂和混凝土试样三个体系进行热重分析，结果表明：粉煤灰的火山灰活性被激发，消耗了部分氢氧化钙；烘干操作影响水泥水化产物钙矾石的分解；作为细骨料的矿渣砂参与水化反应，消耗一部分氢氧化钙，增加水化产物C-S-H凝胶的生成量；作为粗骨料的废耐火材料所含的碳成分，在高温煅烧的过程中会与氧气发生反应，可能引起结构的变化。

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