纳米强化对再生细骨料制品性能的影响及作用机理研究

发布时间：2020-10-22 01:54

　　本文采用纳米复合聚合物浆液强化再生细骨料,充分利用纳米材料的纳米特性和聚合物的成膜性及黏结性,对再生骨料表面的微细裂缝和孔隙进行良好的填充,来改善其表面状态,达到强化再生细骨料及其制品性能的目的。对强化前后再生细骨料的基本性能(如吸水率、表观密度、微观结构等)进行试验对比,分析了纳米复合聚合物强化液的强化机理,评价了纳米复合聚合物强化再生骨料的效果。将强化前后的再生细骨料制成水泥基制品,并对其进行力学性能、干缩变形性能等进行试验研究,并结合XRD、孔结构、SEM等微观分析法分析其强化机理。最后结合实际应用,结合杭州富丽华建材有限公司生产的再生墙板,按照其配比制备大型的再生混凝土墙板,并对强化前后的再生混凝土墙板的基本性能进行研究,来评价纳米复合聚合物在工程实际中应用。通过试验研究得到的以下结论。1.经过纳米复合聚合物强化后的再生细骨料与未强化的再生细骨料相比,其吸水率有所下降,下降幅度为11.8%。通过SEM观测强化前后的再生细骨料的微观结构,发现经纳米复合聚合物浆液强化后的再生细骨料的表面有一层聚合物薄膜层,再生细骨料表面孔隙明显有所减少,有效改善再生细骨料的表面状态。2.利用纳米复合聚合物强化再生细骨料,能有效改善由其制备的水泥砂浆的力学性能及收缩变形性能。就再生细骨料水泥砂浆而言,强化可以显著提高早期水泥水化速度,影响水化产物形态和内部结构,表现为7d抗压强度提高10%,抗折强度提高6%,28d抗压、抗折强度均提高10%左右。同时,对再生水泥砂浆的干燥收缩性能也有明显的改善,对于标准养护下的再生水泥砂浆,其早期收缩量下降幅度增大明显,3d收缩量下降幅度约为17%,后期收缩量下降幅度逐渐趋于稳定,在21d后收缩量下降幅度稳定在20%左右。3.对于在蒸汽养护条件下的再生墙板砂浆,强度提高幅度更大,使3d的抗压、抗折强度提升了 30%左右;7d的抗压强度约提高34%,抗折强度约提高40%,28d抗压、抗折强度均提升了 50%左右,同时静力抗压弹性模量没有改变,说明强化再生细骨料可以在提高砂浆抗压强度的同时保证其抗裂性和变形能力不降低。强化后再生墙板砂浆的收缩量也有明显降低,下降幅度呈现出先增大再减小后趋近稳定的状态。早期收缩量下降幅度明显,3d收缩量下降幅度约为40%,后期收缩量下降幅度逐渐减少并趋于稳定,在14d后收缩量下降幅度稳定在10%左右。4.对于强化前后再生混凝土大型墙板的基本性能,由于企业设备原因未能进行蒸汽养护,但面密度、吸水率、抗压强度、软化系数也有了明显的改善。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TU528
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 前言
    1.2 建筑废弃物循环利用研究的研究现状
    1.3 建筑废弃物的分类
    1.4 再生骨料
        1.4.1 再生骨料的分类
        1.4.2 再生骨料的特点
    1.5 目前再生骨料的各种强化方式
        1.5.1 物理强化方式
        1.5.2 化学强化方式
        1.5.3 其他强化方式
    1.6 纳米材料及其在混凝土材料中的研究
        1.6.1 纳米材料的性能
        1.6.2 纳米材料在混凝土中的研究
        1.6.3 纳米材料在再生混凝土中的研究
    1.7 本文主要的研究思路及研究内容
        1.7.1 本文主要研究思路
        1.7.2 本文主要的研究内容
2 原材料及试验方法
    2.1 原材料
        2.1.1 试验用水泥
        2.1.2 试验用水
        2.1.3 试验用减水剂
        2.1.4 试验再生细骨料
        2.1.5 纳米复合聚合物强化浆液的配制
    2.2 强化方式和强化前后的再生细骨料的性能对比
        2.2.1 强化方式
        2.2.2 强化前后再生细骨料性能对比
    2.3 试验方法
        2.3.1 再生细骨料砂浆拌合方法
        2.3.2 再生细骨料砂浆养护方法
        2.3.3 水泥砂浆流动性试验
        2.3.4 水泥砂浆力学性能试验
        2.3.5 干燥收缩性能试验
        2.3.6 微观性能试验
    2.4 本章小结
3 纳米强化对再生水泥胶砂的性能和微观结构的影响
    3.1 试验方案
    3.2 再生细骨料水泥砂浆力学性能试验分析
        3.2.1 抗压强度试验
        3.2.2 抗折强度试验
    3.3 再生细骨料水泥砂浆干缩性能试验分析
    3.4 再生细骨料水泥砂浆的微观性能分析
        3.4.1 孔结构分析
        3.4.2 XRD衍射分析
        3.4.3 SEM微结构分析
        3.4.4 纳米压痕
    3.5 本章小结
4 纳米强化再生墙板砂浆的性能和微观结构的影响
    4.1 试验方案
    4.2 再生墙板砂浆力学性能分析
        4.2.1 墙板砂浆抗压强度和抗折强度试验
        4.2.2 再生墙板砂浆的抗压弹性模量试验
    4.3 墙板砂浆的干燥收缩试验分析
    4.4 墙板砂浆的微观性能分析
        4.4.1 孔结构分析
        4.4.2 XRD衍射分析
        4.4.3 SEM微结构分析
    4.5 本章小结
5 再生混凝土墙板的性能研究
    5.1 墙板成型及养护
    5.2 基本性能试验
        5.2.1 面密度试验
        5.2.2 吸水率试验
        5.2.3 抗压强度
        5.2.4 软化系数
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 创新点
        6.2.1 纳米复合聚合物强化液
        6.2.2 喷洒强化方式
        6.2.3 工业化墙板试验
    6.3 展望
参考文献
作者简历

【参考文献】

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