改性砒砂岩复合材料力学性能与耐久性研究

发布时间：2020-11-19 22:39

　　砒砂岩是由砂岩、砂页岩及泥质砂岩组成的特殊岩石互层,由于其遇水成泥、遇风成沙的特点导致黄河流域水土流失极其严重,同时泥沙大面积的长期淤积也给防洪安全带来严峻考验。砒砂岩本属于黄河泥沙的范畴,设法通过改性的方法将其作为建材利用起来,不仅能够缓解泥沙淤积问题,促进资源的充分利用,同时对于黄河泥沙的综合治理具有重要的社会与经济意义。本文基于国家重点研发计划项目第六课题“砒砂岩资源利用及生态产业技术与试验示范”(项目编号:2017YFC0504506)部分,以将砒砂岩改性为具有一定强度的建筑材料为目标,研究了砒砂岩在不同配合比条件下的力学性能和耐久性及其影响因素,主要的研究内容如下:(1)通过碱激发的方式对纯砒砂岩进行改性,研究激发剂掺量和用水量对其力学性能的影响,结果表明:砒砂岩在无掺合料条件下经碱激发作用强度较低,激发剂的掺入对砒砂岩的抗压强度有一定的提高作用;随用水量的提高改性砒砂岩的抗压强度呈降低趋势。(2)研究粉煤灰和矿粉与碱激发剂及其掺量变化对砒砂岩复合材料力学性能的影响,结果表明:随着粉煤灰及矿粉掺量的增加,试件抗压强度均呈增长趋势;相比粉煤灰,矿粉对砒砂岩的强度增强作用更显著;随着激发剂掺量的增加改性试件强度逐渐增大。在矿粉掺量为40%、激发剂用量为5%、用水量为8%时,改性试件28d强度达到22.34MPa,可满足人工防汛石料对材料的强度要求。(3)研究养护龄期与试件密度对改性砒砂岩-矿粉复合材料抗压强度的影响及其作用机理,结果表明:龄期对改性砒砂岩早期强度影响显著,试件强度随龄期增长而增强,28d后则增长不大,砒砂岩内部水化反应主要在早期进行,后期水化反应缓慢。随着试件密度的提高,改性砒砂岩强度呈均匀增加趋势。(4)对改性砒砂岩-矿粉复合材料进行抗冻性能、抗硫酸盐侵蚀性能研究,结果表明:随着冻融循环次数的增加改性试件强度及质量均呈降低趋势,砒砂岩的抗冻能力随着矿粉用量的增加而增强。在矿粉掺量不小于20%时,经25次循环试验试件强度仍能保持在10MPa以上。随着矿粉掺量的增加,改性试件抗硫酸盐侵蚀性能略微增强。总体来看砒砂岩受硫酸盐侵蚀影响较小,具有一定的抗硫酸盐侵蚀能力。
【学位单位】：中原工学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TV49
【部分图文】：

砒砂岩,东胜区,内蒙古鄂尔多斯