大掺量湿磨粉煤灰胶凝材料水化及早强机理研究

发布时间：2020-06-12 07:52

【摘要】：随着国务院办公厅文件《关于大力发展装配式建筑的指导意见》的发布,装配式结构迎来了前所未有的发展机遇。从材料设计与制备上来看,装配式混凝土构件是装配式结构的关键部分。但目前,为保证生产效率(足够的脱模强度),粉煤灰废弃物的掺量一般小于20%,其材料“绿色化”程度远低于混凝土行业的平均水平(30%)。如何提高粉煤灰废弃物在装配式混凝土构件中的利用率,同时保证构件脱模强度已成为研究者关注的焦点。本论文依托国家“十三五”科技支撑计划子课题“海砂混凝土中氯离子固化与新型阻迁技术的研究与应用”和2018年湖北省技术创新专项(重大项目)“基于纳微粒子-功能高分子耦合作用的装配式构件绿色制备技术”,针对装配式构件中大掺量辅助胶凝材料粉煤灰与超早强的矛盾问题,本研究通过对比试验方法,主要试验内容为测试各体系水泥砂浆强度,并结合X射线衍射分析(XRD)、综合热分析(TG-DSC)、场发射环境扫描电镜(SEM)、压汞测孔(MIP)、等离子体发射光谱(ICP)等微观分析手段研究了不同蒸养温度下湿磨粉煤灰-水泥体系水化机理;同时采用醇胺类物质促进粉煤灰离子溶出、纳米效应诱导水化等早强技术研究了醇胺类物质、纳米硅溶胶对大掺量湿磨超细粉煤灰-水泥体系早强作用机理。本文取得的主要创新成果如下:(1)掺粉煤灰原灰FA0和湿磨粉煤灰FA1降低了水泥砂浆的强度,但掺湿磨超细粉煤灰FA2可以大幅度提高水泥砂浆的早期强度,且随着蒸养温度的升高,增强幅度越大;但过高的蒸养温度抑制了掺FA2水泥砂浆后期强度的增长,且小于同掺量FA0水泥砂浆强度。提高蒸养温度、湿法粉磨等手段大大提高了粉煤灰Al、Si离子在孔溶液中溶出速率,有利于粉煤灰火山灰活性提早发挥,同时提高了粉煤灰火山灰活性的发挥程度,形成致密的微观结构,进而提高了大掺量粉煤灰水泥砂浆早期强度。(2)标准温度时(20℃),掺TEA、TIPA对大掺量FA2水泥砂浆早期强度均有不利影响,对后期强度有一定的增强效果,且TEA较TIPA的增强效果更好;提高蒸养温度(40℃)可以改善掺TEA、TIPA对大掺量FA2水泥砂浆强度的不利影响,同时TEA的增强效果进一步加强;继续提高蒸养温度(60℃),掺TEA、TIPA均能提高大掺量FA2水泥砂浆强度。提高蒸养温度,加快了TEA、TIPA促进粉煤灰活性成分的溶出速率,提高了粉煤灰火山灰活性,同时改善了TEA、TIPA自身引气作用带来的微结构缺陷,进而提高了大掺量FA2水泥砂浆的强度。(3)标准温度时(20℃),掺NS对大掺量FA2水泥砂浆早期强度增强作用不明显,且有一定程度的下降,但可以大幅提高后期强度。提高蒸养温度(40℃),可以促进NS对大掺量FA2水泥砂浆的早强作用,但蒸养温度过高(60℃),NS对大掺量FA2水泥砂浆的早强作用不如40℃时。对比发现,40℃蒸养温度下,掺0.5%NS对大掺量FA2水泥砂浆强度增强效果最好。本论文弄清了大掺量湿磨粉煤灰-水泥体系的水化机理,可为绿色装配式构件的材料设计奠定理论基础;同时研究了醇胺类物质、纳米硅溶胶对大掺量湿磨超细粉煤灰-水泥早强作用机理,为实现粉煤灰废弃物在装配式构件中的大掺量利用提供理论支持,具有重要的科学意义和巨大的社会、经济及环境效益。
【图文】：

(3) 研究不同养护温度(20℃/40℃/60℃)下，纳米硅溶胶对大掺量湿磨超细粉煤灰-水泥胶凝体系力学性能的影响，并结合 XRD、TG-DSC、SEM、MIP 等微观测试手段来研究纳米硅溶胶对湿磨超细粉煤灰-水泥胶凝体系水化历程、微结构的影响，，分析其早强机理。1.4.3 技术路线

不同粒径湿磨粉煤灰粒径分布
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ177

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本文编号：2709231