發(fā)布時間：2020-10-17 15:32

　　 與傳統(tǒng)硅酸鹽水泥相比,地聚物類膠凝材料具有原材料來源廣泛、生產(chǎn)過程節(jié)能環(huán)保、工程性能優(yōu)良等一系列突出的優(yōu)勢。廢棄混凝土中含有一定量的硅鋁質(zhì)組分,具備地聚物原料的基本性質(zhì);研究利用未經(jīng)分離處理的廢棄混凝土制備地聚物基再生材料,一方面可以拓展硅鋁原料的來源,解決天然富含硅鋁質(zhì)的礦石資源日益緊缺的問題,另一方面能夠?qū)崿F(xiàn)廢棄混凝土的高附加值資源化利用,具有良好的應(yīng)用價值和推廣前景。本論文主要從充分利用廢棄混凝土中Si-Al質(zhì)組分的角度出發(fā),以NaOH、Na_2SiO_3.9H_2O、Na_2CO_3和Ca(OH)_2為堿激發(fā)劑,采取蒸汽養(yǎng)護(hù),研究堿激發(fā)制備廢棄混凝土地聚物基再生材料的方法;以抗壓強度為指標(biāo),優(yōu)選適宜的堿激發(fā)方案;通過XRD、FT-IR、TG-DTG、SEM等微觀分析,探討不同堿激發(fā)條件下再生材料的強度來源以及地聚物的形成機理;為進(jìn)一步提高堿激發(fā)效果、降低養(yǎng)護(hù)成本,研究了養(yǎng)護(hù)溫度和蒸養(yǎng)時間對廢棄混凝土地聚物基再生材料強度發(fā)展的影響。論文主要研究結(jié)論如下:(1)在不同堿激發(fā)劑的單一或復(fù)合作用下,廢棄混凝土中可以形成地聚物凝膠或者地聚物凝膠和水泥凝膠的復(fù)合凝膠體系;同時,廢棄混凝土中未水化水泥顆粒反應(yīng)生成水泥凝膠。這些凝膠將廢棄混凝土中未參與反應(yīng)的粗細(xì)骨料膠結(jié)在一起,可形成有強度的塊體材料。(2)單摻NaOH、Na_2SiO_3·9H_2O和飽和Na_2CO_3溶液,對廢棄混凝土堿激發(fā)效果顯著;堿激發(fā)主要生成不同聚合程度的、以-Si-O-Al-O-為主具有空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽地聚物凝膠。從堿激發(fā)效果來看,NaOHNa_2SiO_3·9H_2O飽和Na_2CO_3溶液;本論文實驗條件下,各種堿激發(fā)劑單摻的適宜摻量(以占廢棄混凝土質(zhì)量百分比計)為:NaOH為4.8%、Na_2SiO_3·9H_2O為20%、飽和Na_2CO_3溶液為10%。4.8%NaOH單摻堿激發(fā)效果最好,再生材料強度達(dá)到32.93MPa。另外,單摻Ca(OH)_2不能對廢棄混凝土原材料發(fā)揮堿激發(fā)作用,只能作為一種活性鈣質(zhì)原料參與反應(yīng),生成C-S-H等水泥凝膠。(3)本論文實驗條件下,2.4%NaOH和10%Na_2SiO_3·9H_2O復(fù)摻可以發(fā)揮最好的堿激發(fā)效果,試件強度達(dá)到39MPa,在所有堿激發(fā)方案中最高;當(dāng)NaOH摻量增加至3.6%、4.8%時,復(fù)摻效果反而低于NaOH和Na_2SiO_3·9H_2O單摻。NaOH與Na_2CO_3復(fù)摻,對廢棄混凝土堿激發(fā)效果顯著,但相比于兩者單摻,堿激發(fā)效果沒有明顯增強。與單摻Ca(OH)_2相比,NaOH與Ca(OH)_2復(fù)摻堿激發(fā)效果顯著,適宜復(fù)摻比例下,復(fù)摻堿激發(fā)效果高于NaOH單摻。從堿激發(fā)產(chǎn)物來看,NaOH與Na_2SiO_3·9H_2O或Na_2CO_3復(fù)合堿激發(fā),生成更多、聚合程度更高的地聚物凝膠;NaOH與Ca(OH)_2復(fù)合堿激發(fā),除了地聚物凝膠、還有C-S-H和C-A-H生成,Ca(OH)_2在復(fù)合堿激發(fā)劑中僅發(fā)揮次要作用,主要還是依賴于NaOH的堿激發(fā)作用。(4)在單摻4.8%NaOH堿激發(fā)、2.4%NaOH+10%Na_2SiO_3·9H_2O復(fù)合堿激發(fā)、4.8%NaOH+20%Ca(OH)_2復(fù)合堿激發(fā)三種情況下,隨著蒸養(yǎng)時間延長,再生材料的強度整體呈增大趨勢。在無堿激發(fā)、單摻4.8%NaOH堿激發(fā)、2.4%NaOH+10%Na_2SiO_3·9H_2O復(fù)合堿激發(fā)三種情況下,常溫養(yǎng)護(hù)的再生材料強度發(fā)展都比較緩慢,60d強度均低于蒸汽養(yǎng)護(hù)48h強度;在常溫養(yǎng)護(hù)超過28d后,無堿激發(fā)組試件強度趨于穩(wěn)定、單摻4.8%NaOH堿激發(fā)組試件強度出現(xiàn)倒縮。采取蒸養(yǎng)制度可有效提高廢棄混凝土地聚物基再生材料的強度發(fā)展速率和最高強度。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU528
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 廢棄混凝土資源化研究利用的現(xiàn)狀
        1.2.1 廢棄混凝土資源化利用的現(xiàn)狀
        1.2.2 廢棄混凝土資源化研究的現(xiàn)狀
    1.3 地聚物基膠凝材料
    1.4 本論文研究內(nèi)容
2 試驗原材料、方法和主要儀器
    2.1 試驗原材料
    2.2 試驗方法
    2.3 主要儀器
3 單摻堿激發(fā)劑制備地聚物基再生材料
    3.1 NaOH激發(fā)
        3.1.1 強度試驗
        3.1.2 微觀分析
2激發(fā)'>    3.2 Ca（OH）₂激發(fā)
        3.2.1 強度試驗
        3.2.2 微觀分析
2SiO₃·9H₂O激發(fā)'>    3.3 Na₂SiO₃·9H₂O激發(fā)
        3.3.1 強度試驗
        3.3.2 微觀分析
2CO₃激發(fā)'>    3.4 Na₂CO₃激發(fā)
        3.4.1 強度試驗
        3.4.2 微觀分析
    3.5 本章小結(jié)
4 復(fù)摻堿激發(fā)劑制備地聚物基再生材料
2SiO₃·9H₂O復(fù)合激發(fā)'>    4.1 NaOH與Na₂SiO₃·9H₂O復(fù)合激發(fā)
        4.1.1 強度試驗
        4.1.2 微觀分析
2CO₃復(fù)合激發(fā)'>    4.2 NaOH與Na₂CO₃復(fù)合激發(fā)
        4.2.1 強度試驗
        4.2.2 微觀分析
2復(fù)合激發(fā)'>    4.3 NaOH與Ca（OH）₂復(fù)合激發(fā)
        4.3.1 強度試驗
        4.3.2 微觀分析
    4.4 本章小結(jié)
5 養(yǎng)護(hù)制度對再生材料強度的影響
    5.1 蒸養(yǎng)時間的影響
        5.1.1 試驗
        5.1.2 結(jié)果分析
    5.2 養(yǎng)護(hù)溫度的影響
        5.2.1 試驗
        5.2.2 結(jié)果分析
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2844979