钢渣-再生混凝土混合骨料透水砖制备与性能研究
发布时间：2021-11-23 04:10
本文从道路透水砖的特性入手,提出了利用钢渣骨料和再生混凝土骨料制备透水砖的思路,以钢渣骨料为主要骨料,再生混凝土骨料为次要骨料,研究了影响钢渣透水砖强度和透水性能的主要因素,以及利用再生混凝土骨料取代钢渣骨料所制备的透水砖对其强度和透水性能的影响;分析了利用钢渣骨料和再生混凝土骨料制备透水砖的可行性,旨在制备出性能优良的再生环保型透水砖。本文主要研究内容和成果如下:（1）设计了5种不同钢渣粗细骨料体积掺量比例、5种不同骨胶比和5种不同水胶比共15组配合比方案,研究了钢渣粗细骨料体积掺量比、骨胶比和水胶比对钢渣透水砖强度和透水性的影响;设计了5组再生混凝土骨料取代钢渣骨料的试验方案,研究了再生混凝土骨料取代率对透水砖强度和透水性的影响;（2）研究了钢渣粗细骨料体积掺量比、骨胶比和水胶比对钢渣透水砖的力学性能和透水性能的影响,钢渣粗细骨料体积掺量比和骨胶比对钢渣透水砖的强度和透水性能影响显著,随水胶比增加钢渣透水砖抗压强度和抗折强度先增加后降低,但透水性能一直保持降低趋势;钢渣粗细骨料体积掺量比、骨胶比、水胶比三个主要参数变化,对试件透水性能影响最为显著,抗折强度次之,对抗压强度影响最小;...
【文章来源】：桂林理工大学广西壮族自治区
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钢渣粗骨料形态
桂林理工大学硕士学位论文11图2.1钢渣细骨料形态图2.2钢渣粗骨料形态表2.1钢渣骨料筛分结果筛孔9.54.752.361.180.60.30.150.075细骨料（1.18~4.75mm）100.0100.052.66.82.51.40.80.2粗骨料（4.75~9.5mm）100.04.21.20.80.20.10.10.1表2.2钢渣骨料的表观密度、堆积密度和饱和吸水率骨料类型表观密度/（Kg/）堆积密度/（Kg/）饱和吸水率/%细骨料（1.18~4.75mm）3828161313粗骨料（4.75~9.5mm）36671429192.1.2钢渣骨料的化学性能钢渣是炼钢过程中产生的副产品，它主要是由生铁中的Si、Mn、P、S等杂质在钢铁熔炼过程中被氧化而成的各种氧化物以及这些氧化物与溶剂反应生成的盐类所组成，主要的化学矿物组成为CaO、Si、和游离氧化钙等，其主要化学成分见表2.3。表2.3钢渣的主要化学成分%SiCaOMgOMnOf-CaO13.661.9143.205.632.6826.931.031.173.80钢渣作为建筑材料和研发建筑产品等方面的研究已日趋成熟，但是由于钢渣中存在游离氧化钙和氧化镁，会使浆体发生膨胀变形，出现安定性不良的问题，使得其稳定性较差[58-60]。钢渣体积安定性作为判定稳定性的重要依据，钢渣稳定性不良的特性限制了钢渣废渣的广泛推广和综合利用。在炼钢过程中钙镁等矿物在高温锻烧过程中出现烧死现象，导致锻烧后的矿物的结构致密，水化活性较差，作为骨料在混凝土拌合时水化反应较慢，在后期养护过程中氧化钙和氧化镁等矿物逐渐缓慢水化完成，形成Ca(OH)2和Mg(OH)2，游离CaO和游离MgO的水化反应如下：CaO+H2O→Ca(OH)2，Ca(OH)2+CO2→Ca(CO)3；
桂林理工大学硕士学位论文13钢渣中f-CaO与和发生化学反应工程式为f-CaO+→，根据表2.4钢渣中f-CaO含量的减少值和图2.3钢渣中f-CaO含量减少趋势图可知：1000g钢渣粗骨料中f-CaO析出约12g，含量减少31.6%，浸水陈化处理8d即可达到稳定状态；1000g钢渣细骨料中f-CaO析出约20g，含量减少52.6%，浸水陈化处理14d即可达到稳定状态。在透水砖生产过程中将钢渣骨料分粒径进行浸水陈化处理可有效提高钢渣的陈化效率，钢渣细骨料f-CaO含量减少至1.8%，钢渣粗骨料f-CaO含量减少至2.6%，均符合国家标准《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》(GB/T20491-2017)中规定f-CaO含量必须小于3%的要求，提高钢渣的利用率和稳定性，具有明显的经济效益和社会效益。根据试验分析可知，水泡陈化法对减少钢渣中f-CaO的含量具有显著的效果，对保证钢渣的体积安定性具有积极的作用，f-CaO含量在初期含量下降较快，后期含量变化几乎处于平衡不变状态，所以本实验在利用钢渣制备透水砖前将钢渣在水中（定期更换）进行1个月的浸水陈化处理，可有效提高钢渣的稳定性，为利用钢渣制备建材产品提供原料基矗2.2再生混凝土骨料性能研究2.2.1再生混凝土骨料的物理性能本试验采用的再生混凝土是广西某质量检测公司实验废弃试件，原始强度为C30～C50，将其进行粉碎、筛分。考虑骨料级配对试验的影响，再生混凝土细骨料目标粒径取1.18~4.75mm，再生混凝土粗骨料目标粒径取4.75~9.5mm，分别对钢渣粗细骨料进行筛分试验。再生混凝土细骨料形态如图2.4所示，再生混凝土粗骨料形态如图2.5所示，再生混凝土骨料具体筛分结果见表2.5，再生混凝土骨料表观密度、堆积密度和饱和吸水率见表2.6。图2.4再生混凝土细骨料形态图2.5再生混凝土粗骨料形态
【参考文献】：
期刊论文
[1]普通混凝土透水路面砖发展现状与改进[J]. 李龙飞,金旭,雷文骏,张广厚,张桐瑞,刘继远. 科技风. 2020(07)
[2]海绵城市理念应用于市政道路设计[J]. 王松涛. 建材与装饰. 2020(05)
[3]城市化进程中绿色建筑发展重要性[J]. 施燕平. 低碳世界. 2020(01)
[4]碳酸化钢渣及其在建筑材料中的应用现状[J]. 房延凤,王丹,王晴,孔靖勋,常钧. 材料导报. 2020(03)
[5]千人齐聚福州共谋废钢产业发展大计——记2019全国废钢铁大会暨中国废钢应用协会六届八次理事扩大会[J]. 郭艳,杨子. 资源再生. 2019(11)
[6]再生骨料透水混凝土力学性能和透水性能的试验研究[J]. 任艺楠,朱亚光,张楸雨. 低温建筑技术. 2019(10)
[7]基于级配分析的充填强度优化研究[J]. 同树锋,李宏业,胡亚飞. 有色金属(矿山部分). 2019(03)
[8]全重矿渣集料水泥基透水砖配合比优化设计[J]. 储昭胜,姚家庆,胡旭文,程祯祥,唐涛,黄修林. 湖北大学学报(自然科学版). 2019(03)
[9]海绵城市建设关键材料——再生透水砖[J]. 董大鹏,李祥彬. 科技创新导报. 2019(04)
[10]若干因素对透水砖性能影响机理的研究进展[J]. 张雄,王啸夫. 材料导报. 2019(23)
硕士论文
[1]碳酸化钢渣骨料及其植生混凝土的制备[D]. 于春阳.大连理工大学 2019
[2]《钢渣处理及资源化利用技术》（节选）英译实践报告[D]. 孙紫桐.山东科技大学 2018
[3]全重矿渣集料水泥基透水砖的开发与应用[D]. 唐涛.湖北大学 2018
[4]透水再生混凝土在道路工程中的应用研究[D]. 徐东祥.辽宁工业大学 2018
[5]适用于海绵城市路面结构层的渗流模拟研究[D]. 佟洋洋.武汉轻工大学 2017
[6]钢渣透水沥青混合料的制备及界面机理研究[D]. 徐帅.西安建筑科技大学 2017
[7]小尺度区域内涝风险评价指标体系研究[D]. 糜宁.武汉科技大学 2016
[8]用钢渣作骨料制备透水混凝土的试验研究[D]. 李婷.西安建筑科技大学 2015
[9]利用建筑垃圾制作生态透水砖研究[D]. 刘富业.广东工业大学 2012
[10]生态型钢渣透水混凝土开发项目管理研究[D]. 杨刚.上海交通大学 2010
本文编号：3513098
【文章来源】：桂林理工大学广西壮族自治区
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钢渣粗骨料形态
桂林理工大学硕士学位论文11图2.1钢渣细骨料形态图2.2钢渣粗骨料形态表2.1钢渣骨料筛分结果筛孔9.54.752.361.180.60.30.150.075细骨料（1.18~4.75mm）100.0100.052.66.82.51.40.80.2粗骨料（4.75~9.5mm）100.04.21.20.80.20.10.10.1表2.2钢渣骨料的表观密度、堆积密度和饱和吸水率骨料类型表观密度/（Kg/）堆积密度/（Kg/）饱和吸水率/%细骨料（1.18~4.75mm）3828161313粗骨料（4.75~9.5mm）36671429192.1.2钢渣骨料的化学性能钢渣是炼钢过程中产生的副产品，它主要是由生铁中的Si、Mn、P、S等杂质在钢铁熔炼过程中被氧化而成的各种氧化物以及这些氧化物与溶剂反应生成的盐类所组成，主要的化学矿物组成为CaO、Si、和游离氧化钙等，其主要化学成分见表2.3。表2.3钢渣的主要化学成分%SiCaOMgOMnOf-CaO13.661.9143.205.632.6826.931.031.173.80钢渣作为建筑材料和研发建筑产品等方面的研究已日趋成熟，但是由于钢渣中存在游离氧化钙和氧化镁，会使浆体发生膨胀变形，出现安定性不良的问题，使得其稳定性较差[58-60]。钢渣体积安定性作为判定稳定性的重要依据，钢渣稳定性不良的特性限制了钢渣废渣的广泛推广和综合利用。在炼钢过程中钙镁等矿物在高温锻烧过程中出现烧死现象，导致锻烧后的矿物的结构致密，水化活性较差，作为骨料在混凝土拌合时水化反应较慢，在后期养护过程中氧化钙和氧化镁等矿物逐渐缓慢水化完成，形成Ca(OH)2和Mg(OH)2，游离CaO和游离MgO的水化反应如下：CaO+H2O→Ca(OH)2，Ca(OH)2+CO2→Ca(CO)3；
桂林理工大学硕士学位论文13钢渣中f-CaO与和发生化学反应工程式为f-CaO+→，根据表2.4钢渣中f-CaO含量的减少值和图2.3钢渣中f-CaO含量减少趋势图可知：1000g钢渣粗骨料中f-CaO析出约12g，含量减少31.6%，浸水陈化处理8d即可达到稳定状态；1000g钢渣细骨料中f-CaO析出约20g，含量减少52.6%，浸水陈化处理14d即可达到稳定状态。在透水砖生产过程中将钢渣骨料分粒径进行浸水陈化处理可有效提高钢渣的陈化效率，钢渣细骨料f-CaO含量减少至1.8%，钢渣粗骨料f-CaO含量减少至2.6%，均符合国家标准《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》(GB/T20491-2017)中规定f-CaO含量必须小于3%的要求，提高钢渣的利用率和稳定性，具有明显的经济效益和社会效益。根据试验分析可知，水泡陈化法对减少钢渣中f-CaO的含量具有显著的效果，对保证钢渣的体积安定性具有积极的作用，f-CaO含量在初期含量下降较快，后期含量变化几乎处于平衡不变状态，所以本实验在利用钢渣制备透水砖前将钢渣在水中（定期更换）进行1个月的浸水陈化处理，可有效提高钢渣的稳定性，为利用钢渣制备建材产品提供原料基矗2.2再生混凝土骨料性能研究2.2.1再生混凝土骨料的物理性能本试验采用的再生混凝土是广西某质量检测公司实验废弃试件，原始强度为C30～C50，将其进行粉碎、筛分。考虑骨料级配对试验的影响，再生混凝土细骨料目标粒径取1.18~4.75mm，再生混凝土粗骨料目标粒径取4.75~9.5mm，分别对钢渣粗细骨料进行筛分试验。再生混凝土细骨料形态如图2.4所示，再生混凝土粗骨料形态如图2.5所示，再生混凝土骨料具体筛分结果见表2.5，再生混凝土骨料表观密度、堆积密度和饱和吸水率见表2.6。图2.4再生混凝土细骨料形态图2.5再生混凝土粗骨料形态
【参考文献】：
期刊论文
[1]普通混凝土透水路面砖发展现状与改进[J]. 李龙飞,金旭,雷文骏,张广厚,张桐瑞,刘继远. 科技风. 2020(07)
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[8]全重矿渣集料水泥基透水砖配合比优化设计[J]. 储昭胜,姚家庆,胡旭文,程祯祥,唐涛,黄修林. 湖北大学学报(自然科学版). 2019(03)
[9]海绵城市建设关键材料——再生透水砖[J]. 董大鹏,李祥彬. 科技创新导报. 2019(04)
[10]若干因素对透水砖性能影响机理的研究进展[J]. 张雄,王啸夫. 材料导报. 2019(23)
硕士论文
[1]碳酸化钢渣骨料及其植生混凝土的制备[D]. 于春阳.大连理工大学 2019
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[3]全重矿渣集料水泥基透水砖的开发与应用[D]. 唐涛.湖北大学 2018
[4]透水再生混凝土在道路工程中的应用研究[D]. 徐东祥.辽宁工业大学 2018
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[7]小尺度区域内涝风险评价指标体系研究[D]. 糜宁.武汉科技大学 2016
[8]用钢渣作骨料制备透水混凝土的试验研究[D]. 李婷.西安建筑科技大学 2015
[9]利用建筑垃圾制作生态透水砖研究[D]. 刘富业.广东工业大学 2012
[10]生态型钢渣透水混凝土开发项目管理研究[D]. 杨刚.上海交通大学 2010
本文编号：3513098
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