玄武质火山岩对水泥混凝土性能影响研究

发布时间：2020-05-13 12:54

【摘要】：我国玄武质火山岩资源丰富,开发玄武质火山岩在水泥及混凝土材料中的应用,对大量堆存的玄武质火山岩微粉的资源化利用、变废为宝和环境保护具有十分重要的社会和经济意义。采用XRD、XRF、DSC方法研究了玄武质火山岩微粉的化学组成、矿物组成、颗粒粒径等物理、化学性质;研究了玄武质火山岩微粉的火山灰活性对水泥水化的影响规律;通过研究不同细度及掺量的玄武质火山岩微粉对C30、C40、C50混凝土力学性能的影响规律,得到了最佳细度及适宜的配合比。并研究了玄武质火山岩微粉对混凝土的抗干缩性能、抗海水侵蚀及抗海水潮汐侵蚀性能的影响;借助SEM分析了玄武质火山岩微粉在水泥混凝土中水化产物的形貌,并对其反应机理进行了探讨,获得以下研究成果:(1)玄武质火山岩通过粉磨获得比表面积分别为419.65 m~2/kg、432.79m~2/kg、484.57m~2/kg的玄武质火山岩微粉,微粉颗粒多为不规则的片状或板状,其化学组成为:SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3及CaO,矿物组成以钙长石、中长石、拉长石与钠长石为主。比表面积为432.79 m~2/kg的玄武质火山岩微粉与矿粉及水泥按1:1:1组成的粉体更接近于Fuller紧密堆积分布曲线。(2)玄武质火山岩微粉与Ca(OH)_2发生火山灰反应生成胶凝性水化产物,且微粉的细度越大,活性越大,反应消耗Ca(OH)_2越多;比表面积为484.57 m~2/kg、432.79 m~2/kg、419.65m~2/kg的玄武质火山岩微粉抗压活性指数依次减小,比表面积为484.57 m~2/kg的玄武质火山岩微粉抗压活性指数为71.7%,大于粉煤灰活性指数67.1%;通过抗折、抗压比强度分析玄武质火山岩微粉在水泥基材料中的掺量应小于30wt%。(3)玄武质火山岩混凝土中随着玄武质火山岩微粉掺量的增加,矿粉减少,抗压强度呈减小趋势。比表面积484.57m~2/kg的玄武质火山岩微粉在20wt%(占胶材总量)掺量下制备C30、C40、C50混凝土,各龄期的抗压强度均高于同掺量下的粉煤灰混凝土强度,即在不影响强度的前提下完全替换粉煤灰。(4)以比表面积484.57m~2/kg的玄武质火山岩微粉为原料,通过正交试验,获得各标号玄武质火山岩微粉、砂率及减水剂的适宜组合:C30混凝土的减水剂掺量2wt%,玄武质火山岩微粉掺量12wt%,砂率47 wt%;C40混凝土的减水剂掺量1.9wt%,玄武质火山岩微粉掺量9wt%,砂率43 wt%;C50混凝土的减水剂掺量2.2wt%,玄武质火山岩微粉掺量9wt%,砂率38 wt%。(5)玄武质火山岩混凝土的抗干缩能力、抗海水侵蚀及抗海水潮汐侵蚀性能均优于粉煤灰混凝土。(6)玄武质火山岩微粉在水泥基材料中与水泥产生的Ca(OH)_2及高碱性C-S-H反应,生成水化产物,同时发挥微集料效应,填充内部微观孔隙,强化胶体与骨料粘接面,结构致密,抗压强度及耐久性得到提高。
【图文】：

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图 3.1 玄武质火山岩 XRD 图谱山岩 XRD 图谱可知，其组成矿物以长石类矿物为主，包括钠长石。 Scope.A1 型偏光显微镜对玄武质火山岩微粉 T3 进行观察，，

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玄武质火山岩微粉颗粒形貌
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU528

【参考文献】