红麻秸秆轻质抗裂水泥基材料的研制及应用
发布时间：2021-12-12 07:11
水泥基材料在建筑工程领域应用广泛,但普通水泥基材料存在脆性大、易开裂、密度高、保温效果差等问题,为解决以上问题,目前主要从抗裂和轻质角度开展研究:掺加高性能纤维可有效解决脆性大、易开裂问题,但成本高且不环保;掺加石膏等工业品可使水泥基材料轻质保温,但同样存在经济性差、污染环境等问题。红麻是一种在中国种植范围十分广泛且能修复受镉、铅、砷等重金属污染土壤的韧皮纤维作物,其秸秆包含的芯具有轻质保温、韧皮纤维具有抗拉强度大的特点。本研究利用红麻秸秆上述特点,将其芯作为水泥基掺料使其轻量化并降低导热系数,同时将红麻韧皮纤维代替高性能纤维以实现阻裂、增韧,既能改善普通水泥基材料的缺点,又能实现红麻秸秆尤其是富集重金属镉红麻秸秆的资源化、规模化、工业化利用,从而为采用红麻修复受重金属污染土壤提供一种可持续的“工农互补”之路。本文通过正交试验分析了红麻秸秆芯（KSC）、红麻韧皮纤维（KF）、微硅粉、粉煤灰漂珠掺量对水泥砂浆性能影响的敏感性,筛选出KSC掺量和KF掺量为影响红麻秸秆水泥砂浆性能的两个关键因素。在此基础上设计试验研究了相同工作性能下KSC掺量（2%、4%、6%、8%）、KF掺量（0.5%、...
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究思路示意图
山东农业大学硕士专业学位论文7图2技术路线图Fig.2Technologyroadmap主要研究内容包括：（1）复掺KSC与KF对水泥砂浆性能的影响通过正交试验分析KSC掺量、混杂KF掺量、微硅粉掺量、粉煤灰漂珠掺量对水泥砂浆性能影响的敏感性；在正交试验基础上设计试验研究相同工作性能下不同KSC掺量、不同KSC粒径、不同混杂KF掺量对水泥砂浆的抗压强度、抗折强度、粘结强度的影响；重点研究不同KSC掺量、粒径对红麻秸秆水泥砂浆导热系数、干密度、吸水率的影响。（2）单掺KF对水泥砂浆性能的影响研究不同纤维长度、不同纤维掺量对红麻秸秆水泥砂浆抗压强度、抗折强度的影响，以及KF在水泥砂浆中的分散性及作用机理；采用开裂指数评价KF水泥砂浆的阻裂效果，并与聚丙烯纤维水泥砂浆的阻裂效果进行对比。（3）红麻秸秆水泥砂浆微观结构与重金属浸出试验研究通过XRD、热重试验、扫描电镜研究红麻秸秆水泥砂浆的微观形貌；将富集重金
山东农业大学硕士专业学位论文92材料与方法2.1试验材料与试件制作2.1.1试验材料（1）红麻秸秆本试验采用的红麻秸秆主要来自中国农业科学院麻类研究所位于泰安岱岳区马庄镇南李村的麻产业示范基地，其地上干质量为18662±2952kg/ha。本研究主要是利用红麻的茎秆，将完整的红麻茎秆先放入破碎机进行初步破碎得到混杂的KSC以及KF，将破碎后混杂在一起的KSC和KF初步筛分，进一步进行粒径筛分获得不同粒径（0~2.35、2.35~4.75、4.75~9.50mm）的KSC，红麻秸秆的粉碎与筛分现场如图3所示。（a）破碎中的红麻秸秆（b）初步破碎的红麻秸秆（c）红麻秸秆芯与纤维图3红麻秸秆破碎与筛分Fig.3Kenafstrawcrushingandscreening富集重金属的红麻秸秆来自中国农业科学院麻类研究所红麻重金属修复试验田（图4）。本文应用的红麻秸秆主要富集重金属镉，红麻植株根、茎秆、叶中重金属含量分别为3.95±0.299mg/kg、6.2±0.997mg/kg、2.23±0.757mg/kg，进行破碎筛分后得到的KF和KSC重金属镉的含量分别为11.01mg/kg、5.56mg/kg。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于组合赋权的鲁中山区石木结构传统民居性能评价模型与应用[J]. 段绪胜,杜善梁,王少杰,刘鑫,郑蝉蝉. 数学的实践与认识. 2019(21)
[2]轻质抹灰石膏砂浆的研究[J]. 李志博,田胜力,章银祥,杨永峰. 新型建筑材料. 2019(04)
[3]高韧性植物纤维增强水泥基材料单轴拉伸试验研究[J]. 尚君,赵铁军,王兰芹,郭思瑶,王鹏刚. 硅酸盐通报. 2019(01)
[4]绿色路用纤维增强水泥基复合材料制备及其韧性表征[J]. 张伟,殷成龙,李辉,黄志义. 材料导报. 2018(S2)
[5]剑麻纤维增强水泥基复合材料研究进展[J]. 陈宣东,刘光焰,王晓峰,黄达. 硅酸盐通报. 2018(11)
[6]植物纤维改性砂浆力学性能试验及机理研究[J]. 罗齐鸣,刘肖凡. 混凝土. 2018(01)
[7]稻壳纤维粒径和掺量分数对水泥复合材料性能的影响[J]. 王春红,支中祥,任子龙,SHERAZ Hussain Siddique Yousfani,王威,钱晓明. 复合材料学报. 2018(06)
[8]竹炭纤维改性水泥基复合材料力学性能[J]. 张运华,姚丽萍,农昌法,刘芷怡,程浩,张旭龙. 土木工程与管理学报. 2017(02)
[9]剑麻纤维砂浆抗渗防裂性能试验[J]. 卢小丽,苏洁,李丽平. 土木工程与管理学报. 2017(02)
[10]黄麻纤维在水泥基复合材料中分散性的研究[J]. 仇何,黄婷婷,颜婷婷,谢柠蔚,张瑜. 南通大学学报(自然科学版). 2016(02)
本文编号：3536235
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究思路示意图
山东农业大学硕士专业学位论文7图2技术路线图Fig.2Technologyroadmap主要研究内容包括：（1）复掺KSC与KF对水泥砂浆性能的影响通过正交试验分析KSC掺量、混杂KF掺量、微硅粉掺量、粉煤灰漂珠掺量对水泥砂浆性能影响的敏感性；在正交试验基础上设计试验研究相同工作性能下不同KSC掺量、不同KSC粒径、不同混杂KF掺量对水泥砂浆的抗压强度、抗折强度、粘结强度的影响；重点研究不同KSC掺量、粒径对红麻秸秆水泥砂浆导热系数、干密度、吸水率的影响。（2）单掺KF对水泥砂浆性能的影响研究不同纤维长度、不同纤维掺量对红麻秸秆水泥砂浆抗压强度、抗折强度的影响，以及KF在水泥砂浆中的分散性及作用机理；采用开裂指数评价KF水泥砂浆的阻裂效果，并与聚丙烯纤维水泥砂浆的阻裂效果进行对比。（3）红麻秸秆水泥砂浆微观结构与重金属浸出试验研究通过XRD、热重试验、扫描电镜研究红麻秸秆水泥砂浆的微观形貌；将富集重金
山东农业大学硕士专业学位论文92材料与方法2.1试验材料与试件制作2.1.1试验材料（1）红麻秸秆本试验采用的红麻秸秆主要来自中国农业科学院麻类研究所位于泰安岱岳区马庄镇南李村的麻产业示范基地，其地上干质量为18662±2952kg/ha。本研究主要是利用红麻的茎秆，将完整的红麻茎秆先放入破碎机进行初步破碎得到混杂的KSC以及KF，将破碎后混杂在一起的KSC和KF初步筛分，进一步进行粒径筛分获得不同粒径（0~2.35、2.35~4.75、4.75~9.50mm）的KSC，红麻秸秆的粉碎与筛分现场如图3所示。（a）破碎中的红麻秸秆（b）初步破碎的红麻秸秆（c）红麻秸秆芯与纤维图3红麻秸秆破碎与筛分Fig.3Kenafstrawcrushingandscreening富集重金属的红麻秸秆来自中国农业科学院麻类研究所红麻重金属修复试验田（图4）。本文应用的红麻秸秆主要富集重金属镉，红麻植株根、茎秆、叶中重金属含量分别为3.95±0.299mg/kg、6.2±0.997mg/kg、2.23±0.757mg/kg，进行破碎筛分后得到的KF和KSC重金属镉的含量分别为11.01mg/kg、5.56mg/kg。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于组合赋权的鲁中山区石木结构传统民居性能评价模型与应用[J]. 段绪胜,杜善梁,王少杰,刘鑫,郑蝉蝉. 数学的实践与认识. 2019(21)
[2]轻质抹灰石膏砂浆的研究[J]. 李志博,田胜力,章银祥,杨永峰. 新型建筑材料. 2019(04)
[3]高韧性植物纤维增强水泥基材料单轴拉伸试验研究[J]. 尚君,赵铁军,王兰芹,郭思瑶,王鹏刚. 硅酸盐通报. 2019(01)
[4]绿色路用纤维增强水泥基复合材料制备及其韧性表征[J]. 张伟,殷成龙,李辉,黄志义. 材料导报. 2018(S2)
[5]剑麻纤维增强水泥基复合材料研究进展[J]. 陈宣东,刘光焰,王晓峰,黄达. 硅酸盐通报. 2018(11)
[6]植物纤维改性砂浆力学性能试验及机理研究[J]. 罗齐鸣,刘肖凡. 混凝土. 2018(01)
[7]稻壳纤维粒径和掺量分数对水泥复合材料性能的影响[J]. 王春红,支中祥,任子龙,SHERAZ Hussain Siddique Yousfani,王威,钱晓明. 复合材料学报. 2018(06)
[8]竹炭纤维改性水泥基复合材料力学性能[J]. 张运华,姚丽萍,农昌法,刘芷怡,程浩,张旭龙. 土木工程与管理学报. 2017(02)
[9]剑麻纤维砂浆抗渗防裂性能试验[J]. 卢小丽,苏洁,李丽平. 土木工程与管理学报. 2017(02)
[10]黄麻纤维在水泥基复合材料中分散性的研究[J]. 仇何,黄婷婷,颜婷婷,谢柠蔚,张瑜. 南通大学学报(自然科学版). 2016(02)
本文编号：3536235
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