气液法制备球霰石型CaCO3对绿色混凝土性能的影响研究

摘要

以普通硅酸盐水泥作为胶凝材料的混凝土是当前世界上应用最为广泛的建筑材料，其全球用量仅次于水，为全部建筑材料用量的70％。尽管具有取材方便、使用简单等优点，但生产普通硅酸盐水泥却要释放大量的CO2，使全球气候变暖，加剧了“温室效应”。所以根据混凝土中的碳排放绝大部分都是来自普通硅酸盐水泥，则为了去应对全球气候的变化，可以通过降低混凝土中普通硅酸盐水泥的用量是最为有效的途径之一。
　　本论文的主要研究内容以及成果如下:1、本文通过尝试了多种方法进行试验，寻求一种性价比较高的方法来制备球霰石型碳酸钙，选择氯化钙-二氧化碳-弱缓冲液（二氧化碳的流速为2L/min）的方法来制备球霰石型碳酸钙晶体，进行大规模的生产再用于绿色混凝土的制造替代部分水泥。2、制定三种方案，分别是将不同晶型的碳酸钙以不同的比例掺入混凝土中替代部分水泥，碳酸钙+粉煤灰一起以不同比例掺入混凝土中替代部分水泥，将不同比例的碳酸钙和偏高岭土一起掺入到混凝土中。3、从抗压强度试验结果后发现，在混凝土中仅仅掺入不同比例的碳酸钙，水灰比为0.43，这组试验的情况在一定程度上反映出了一定的规律。得出在混凝土中掺入一定量的球霰石是可以提高其抗压强度的，且掺入的量是有量的要求的。从而可以得知掺入在混凝土中掺入球霰石型碳酸钙有一个最优量的存在，从本研究来看，预估应该在2％跟5％之间。4、通过扫描电镜和X射线衍射仪测试分析，本研究生产的球霰石型碳酸钙虽然颗粒尺寸是微米级的，从X射线的图谱也可以通过计算得出其整体活性能达到95.8％以上。5、从电镜图中看出未掺加球霰石的水泥砂浆净浆亚微观组织结构中有较多的孔隙和裂缝，结构也较为的疏松，掺加球霰石的水泥砂浆净浆可以看出，亚微观组织结构中孔隙和裂缝明显减小，结构也较为的紧实。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题背景

1．2 研究目的及意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国内对绿色混凝土的研究现状与应用

1．3．2 国外对绿色混凝土的研究现状及应用

1．4 球霰石型CaCO3替代部分水泥制作绿色混凝土研究中存在的问题

1．5 论文研究的主要内容

1．6 本文研究的主要技术路线

2 原材料、仪器及试验方法

2．1 原材料

2．1．1 水泥

2．1．2 砂于

2．1．3 粉煤灰

2．1．4 偏高岭土

2．1．5 NH4Cl

2．1．6 氨水

2．1．7 CaCl2

2．1．8 MgCl2

2．1．9 无水乙醇

2．1．10 CO2

2．2 试验仪器

2．3 试验方法

2．3．1 坍落度试验

2．3．2 轴心抗压强度试验

2．3．3 XRD衍射分析试验

2．3．4 扫描电子显微镜试验

2．3．5 激光粒度分析仪试验

3 气液法制备的球霰石型CaCO3

3．1 前言

3．2 制备球霰石型碳酸钙晶体的实验原理

3．3 制备球霰石晶体的实验装置图

3．4 探索制备球霰石型碳酸钙晶体的实验方法

3．4．1 氯化钙-二氧化碳-弱缓冲液的方法

3．4．2 氯化钙-二氧化碳-弱缓冲液的方法

3．4．3 氯化钙-二氧化碳-强缓冲液的方法

3．4．4 氢氧化钙-二氧化碳-弱缓冲液的方法

3．5 微观分析及小结

3．5．1 氯化钙-二氧化碳-弱缓冲液的实验结论及分析

3．5．2 氯化钙-二氧化碳-弱缓冲液的实验结论及分析

3．5．3 氯化钙-二氧化碳-强缓冲液的实验结论及分析

3．5．4 氨氧化钙-二氧化碳-弱缓冲液的实验结论及分析

3．6 本章小结

4 球霰石型CaCO3对绿色混凝土性能的影响研究

4．1 前言

4．2 轴心抗压强度试验原理

4．3 试验配合比

4．3．1 掺加碳酸钙的混凝土的配合比

4．3．2 掺加碳酸钙和粉煤灰的混凝土的配合比

4．3．3 掺加碳酸钙和偏高岭土的混凝土的配合比

4．4 试验结论与分析

4．4．1 掺加碳酸钙的混凝土的抗压强度的结果及分析

4．4．2 掺加碳酸钙和粉煤灰的混凝土的抗压强度的结果及分析

4．4．3 掺加碳酸钙和偏高岭土的混凝土的抗压强度的结果及分析

4．4．4 试件进行轴心抗压强度试验的破坏形态及破坏过程中生成的应力-应变曲线

4．5 本章小结

5 对气液法制备的球霰石型碳酸钙以及掺入碳酸钙的混凝土试件进行微观分析

5．1 实验室气液法制备球霰石型碳酸钙的微观分析

5．1．1 激光粒度分析仪测试后的结果与分析

5．1．2 SEM测试结果与分析

5．1．3 XRD试验结果与分析

5．2 混凝土试件进行取样进行扫描电镜的结果及分析

5．3 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果