阴极射线管玻璃砂碱骨料反应及粉煤灰对其抑制作用研究
本文关键词：阴极射线管玻璃砂碱骨料反应及粉煤灰对其抑制作用研究
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【摘要】：阴极射线管(Cathode ray tube,CRT)玻璃已不再用于电子显示器制造,淘汰剩下的大量废弃CRT玻璃亟待处理。有研究证明把磨碎后的废弃CRT玻璃作为细骨料制备防辐射混凝土具有可行性,但关键是要解决混凝土的碱骨料反应膨胀问题。为研究CRT玻璃骨料的碱活性和碱骨料反应膨胀效应,寻找能够有效抑制碱骨料反应的有效抑制剂,试验将CRT玻璃磨细后,分别以0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%的比例替代砂浆中的普通砂,制得7组砂浆棒试件,再选用粉煤灰作为碱骨料反应抑制剂,分别替代原有水泥掺量的10%、20%、30%,重新制得多组试验组试件。利用快速砂浆棒法(ASTM1260)测试以上所有试件3d、7d、14d、28d碱骨料反应膨胀率及粉煤灰试验组28d膨胀抑制率,对比数据分析CRT玻璃骨料的碱活性以及粉煤灰对其碱骨料反应的抑制作用。通过颗粒流离散元模型能够从细观角度得出碱骨料反应引起的劣化机理。碱骨料反应程度可定义成一个与环境温度和时间相关的函数。在数值模拟中,由于颗粒细观模型内骨料连续的温升过程与碱骨料反应程度一致,故其热膨胀应变可近似等效碱骨料反应膨胀。试验利用PFC颗粒流程序对CRT玻璃砂浆棒进行离散元模拟,分别建立掺量不同的CRT玻璃砂浆棒模型,设置相应的温度参数,可以得到后期砂浆棒内部温度分布云图和热膨胀裂纹随时步的变化曲线,进而分析CRT玻璃砂浆棒碱骨料反应内部膨胀机理。结果表明:CRT玻璃是一种碱活性物质,随着CRT玻璃在砂浆中含量的增加试件膨胀率随之变大。粉煤灰能有效抑制CRT玻璃砂浆ASR膨胀,所有加了粉煤灰的试件14d膨胀率都小于0.1%,抑制率随着粉煤灰掺量增大而增大,当粉煤灰掺量在20%-30%之间时,膨胀抑制率都在80%以上,对CRT废玻璃砂浆的ASR膨胀抑制作用是高效而明显的。PFC离散元模拟结果说明CRT玻璃骨料是导致砂浆棒膨胀伸长的主要因素,CRT玻璃会在砂浆交界面处产生了拉应力裂纹,裂纹会随着玻璃掺量增大逐渐变密;达到温度损伤阈值的时间随着CRT骨料掺量的增加而缩短,当温度超过阈值,砂浆棒裂纹的扩展数量随着CRT玻璃骨料的掺量增大而增大。
【关键词】：阴极射线管玻璃 碱骨料反应 快速砂浆棒法 粉煤灰 离散元模拟
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：
- 摘要4-6
- ABSTRACT6-11
- 第1章 绪论11-19
- 1.1 研究背景和意义11-12
- 1.2 国内外研究现状12-14
- 1.2.1 CRT玻璃在混凝土中的应用研究12
- 1.2.2 废玻璃碱硅酸反应研究现状12-13
- 1.2.3 抑制CRT玻璃混凝土碱骨料反应的研究13-14
- 1.3 颗粒流离散元基本理论简介14-15
- 1.4 PFC2D程序简介15-17
- 1.4.1 PFC颗粒流计算基本假设15-16
- 1.4.2 PFC2D颗粒流相比其他离散单元法的优点16-17
- 1.5 目前研究存在的不足17
- 1.6 主要研究内容17-19
- 第2章 试验原材料、仪器及方法19-27
- 2.1 试验原材料19-21
- 2.2 主要实验仪器的选择21-23
- 2.3 骨料碱活性试验标准与原理23
- 2.4 试验步骤与内容23-27
- 2.4.1 试验取材与用量23-24
- 2.4.2 试样的制备与养护24-26
- 2.4.3 试件测量及评价26-27
- 第3章 粉煤灰对CRT玻璃砂浆碱骨料反应抑制作用研究27-38
- 3.1 概述27-28
- 3.2 技术路线图28
- 3.3 试验过程28-31
- 3.3.1 试验配合比及编号28-31
- 3.3.2 砂浆制作、脱模、养护、测量31
- 3.4 试验数据31-33
- 3.5 试验结果分析33-36
- 3.6 本章小结36-38
- 第4章 CRT砂浆棒碱骨料反应离散元温-力耦合模拟38-46
- 4.1 理论依据38
- 4.2 相关参数的设定38-40
- 4.2.1 边界条件38
- 4.2.2 时步38-39
- 4.2.3 颗粒离散元接触本构模型39
- 4.2.4 选择参数建立模型39-40
- 4.3 模拟结果分析40-44
- 4.4 本章小结44-46
- 第5章 结论与展望46-49
- 5.1 结论46
- 5.2 展望46-49
- 参考文献49-53
- 作者攻读学位期间的科研成果53-55
- 致谢55
【参考文献】
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，本文编号：963382
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