磷渣—粉煤灰—磷石膏—水泥轻质混凝土制备及性能研究

发布时间：2017-04-04 09:14

  本文关键词：磷渣—粉煤灰—磷石膏—水泥轻质混凝土制备及性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前,高层、超高层和大跨度建筑的发展需要对使用最大宗的混凝土进行轻质化。轻质化的混凝土不仅重量轻,还具有良好的保温隔热性能。使用轻质混凝土在降低建筑物自重,减少地基处理成本的同时,还获得良好的建筑节能效果。本课题从建筑节能降耗出发,并结合贵州当地工业固体废弃物磷渣、粉煤灰和磷石膏的特性,探索采用磷渣、粉煤灰和磷石膏取代部分水泥,复合制成普通混凝土,然后通过掺入泡沫和陶粒对普通混凝土进行轻质化,研制出具有质量轻、强度高、保温隔热性能好的轻质混凝土。通过对水泥、磷渣粉、粉煤灰、磷石膏、发泡剂及陶粒等原料特性的分析和比较,结果表明,磷渣粉和粉煤灰含有大量玻璃体,具有潜在活性。磷渣粉、粉煤灰和磷石膏的密度比水泥密度小,需水量都比水泥低,颗粒分布不同,取代水泥掺入有利于降低混凝土的重量和增加致密性。HTQ-1型动植物蛋白复合发泡剂的发泡能力和稳定性比LC-X型高分子组合发泡剂好。陶粒在24h后吸水较慢,实验时需提前一天泡水。混凝土适宜的基础配方为:60%水泥、24%磷渣粉、16%粉煤灰和外掺10%磷石膏。通过对泡沫混凝土制备及性能的研究,结果表明,泡沫混凝土的干密度是随着泡沫体积掺量的增加而降低,掺50%、65%和80%体积的泡沫可分别制备出密度等级为A08、A06和A04的泡沫混凝土。发泡剂类型和泡沫体积掺量对泡沫混凝土中气孔的分布和形态有影响。水灰比、减水剂和聚丙烯纤维的掺量分别为0.40、0.8%和0.25%(长9mm)时,泡沫混凝土的流动性、力学强度、吸水性和收缩值最好。利用各因素的最佳掺量可制备出密度为640kg·m-3,导热系数为0.110W·(m·K)-1的泡沫混凝土。通过对陶粒混凝土制备及性能的研究,结果表明,采用极差分析方法对陶粒混凝土配合比正交试验中四个因素对陶粒混凝土性能的影响进行分析,即胶凝材料用量、净用水量、陶砂砂率和骨料总体积。并确定1m3陶粒混凝土的配方为:胶凝材料510kg,净用水量200kg,陶砂364kg,陶粒331kg。减水剂和纤维的掺量为1.0%和2.0%(长15mm)时,陶粒混凝土的抗折强度、抗压强度、吸水率和软化系数达到最佳值。利用各因素的最佳掺量可制备出密度为1097kg·m-3,导热系数为0.251W·(m·K)-1的陶粒混凝土。采用XRD和SEM对水泥单独水化和与磷渣粉、粉煤灰及磷石膏复合水化的产物进行分析和比较,分析出基础配合比的水化反应机理,结果表明,复合胶凝材料的水化产物主要是Ca(OH)2、AFt和C-S-H凝胶。并且掺入的磷渣粉、粉煤灰和磷石膏可以促进水泥水化的进程,改善水化产物的质量,以及提高结构的致密度。
【关键词】：磷渣 粉煤灰 磷石膏 泡沫混凝土 陶粒混凝土
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528.2
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 第一章 前言9-19
• 1.1 研究课题的提出及意义9
• 1.2 混凝土的轻质化9-12
• 1.2.1 泡沫混凝土10-11
• 1.2.2 陶粒混凝土11-12
• 1.3 磷渣、粉煤灰及磷石膏的产生及资源化利用现状12-18
• 1.3.1 磷渣的产生及资源化利用现状12-14
• 1.3.2 粉煤灰的产生及资源化利用现状14-16
• 1.3.3 磷石膏的产生及资源化利用现状16-18
• 1.4 课题研究的主要内容18-19
• 第二章 实验原料与方法19-25
• 2.1 实验原料19
• 2.2 实验仪器与设备19-20
• 2.3 实验方法20-25
• 2.3.1 原料特性分析20
• 2.3.2 泡沫混凝土的制备20-21
• 2.3.3 陶粒混凝土的制备21-22
• 2.3.4 轻质混凝土性能测试22-24
• 2.3.5 样品表征24-25
• 第三章 原料特性分析及基础配合比的确定25-36
• 3.0 引言25
• 3.1 原料特性分析25-33
• 3.1.1 水泥特性25
• 3.1.2 磷渣粉特性25-27
• 3.1.3 粉煤灰特性27-29
• 3.1.4 磷石膏特性29-30
• 3.1.5 发泡剂性能30-32
• 3.1.6 陶粒和陶砂性能32-33
• 3.2 基础配合比的确定33-35
• 3.3 本章小结35-36
• 第四章 泡沫混凝土的制备及性能研究36-48
• 4.1 引言36
• 4.2 泡沫体积掺量对泡沫混凝土性能的影响36-38
• 4.3 水灰比对泡沫混凝土性能的影响38-41
• 4.4 减水剂对泡沫混凝土性能的影响41-42
• 4.5 聚丙烯纤维对泡沫混凝土性能的影响42-45
• 4.6 泡沫混凝土导热系数的研究45
• 4.7 泡沫混凝土的微观结构分析45-47
• 4.8 本章小结47-48
• 第五章 陶粒混凝土的制备及性能研究48-56
• 5.1 引言48
• 5.2 陶粒混凝土的正交设计试验48-50
• 5.3 减水剂对陶粒混凝土性能的影响50-51
• 5.4 聚丙烯纤维对陶粒混凝土性能的影响51-53
• 5.5 陶粒混凝土导热系数的研究53
• 5.6 陶粒混凝土的微观形貌分析53-54
• 5.7 本章小结54-56
• 第六章 磷渣-粉煤灰-磷石膏-水泥混凝土水化反应机理分析56-62
• 6.1 引言56
• 6.2 水化样品的XRD分析56-58
• 6.3 水化样品的SEM分析58-60
• 6.4 水化机理分析60-61
• 6.5 本章小结61-62
• 第七章 结论与展望62-64
• 7.1 结论62-63
• 7.2 展望63-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-69
• 附录69-70

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