【摘要】：煤矸石是指煤礦在建井、開拓掘進(jìn)、采煤和煤炭洗選過程中排出的含碳巖石及巖石,是煤礦建設(shè)、煤炭生產(chǎn)過程中所排出的固體廢棄物的總稱。我國存在著大量的煤矸石山,這些煤矸石的隨意堆放會污染空氣、水源、地質(zhì)等,帶來嚴(yán)重的環(huán)境問題,所以急需要一種合理化的方法來對煤矸石進(jìn)行處理。而將煤矸石作為礦物摻合料用于水泥混凝土是一種有效途徑。這樣一是可以減少水泥的生產(chǎn)與使用帶來的環(huán)境污染問題,二是可以將煤矸石變廢為寶回收利用產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。同時,隨著建筑工業(yè)化的發(fā)展,要求越來越多的混凝土構(gòu)件實(shí)現(xiàn)工廠化預(yù)制生產(chǎn),而預(yù)制構(gòu)件最常用的養(yǎng)護(hù)方法就是蒸汽養(yǎng)護(hù)。對于在不同的蒸汽養(yǎng)護(hù)條件下?lián)矫喉肥鄣幕炷列阅馨l(fā)展如何還不清楚。本文配置了煤矸石摻量為0%、10%、20%、30%、40%的混凝土,設(shè)計三個水灰比0.31、0.36和0.43,并且在不同的養(yǎng)護(hù)制度下(常溫養(yǎng)護(hù)、蒸汽養(yǎng)護(hù)),首先研究了摻煤矸石粉混凝土的抗壓強(qiáng)度的發(fā)展規(guī)律,并且研究了抗壓強(qiáng)度與超聲聲速之間的關(guān)系;其次,通過混凝土的抗氯離子滲透性、抗氣體滲透性和表面吸水性能三個方面研究了摻煤矸石粉混凝土的滲透性能;最后,通過XRD、MIP和熱分析等微觀分析手段研究了摻煤矸石混凝土的微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明:隨著煤矸石摻量的增加,常溫養(yǎng)護(hù)混凝土的抗壓強(qiáng)度不斷降低;在28d和90d齡期時,摻10%煤矸石的混凝土對純水泥混凝土抗壓強(qiáng)度的超量分別為1.5%和1.2%;在蒸汽養(yǎng)護(hù)溫度為60℃,養(yǎng)護(hù)18h之后,摻煤矸石混凝土的抗壓強(qiáng)度達(dá)到了常溫養(yǎng)護(hù)混凝土3d強(qiáng)度的87.6%,28d強(qiáng)度的63%,在齡期為90d時,達(dá)到了常溫養(yǎng)護(hù)混凝土相同齡期的80%,而蒸汽養(yǎng)護(hù)溫度為80℃時,這一數(shù)值則為90.4%、65%和76.1%;混凝土的強(qiáng)度隨著超聲聲速的增大而提高,二者并不存在線性關(guān)系,而是呈現(xiàn)冪函數(shù)的關(guān)系。將自燃煤矸石粉加入混凝土中,會極大地提高混凝土的抗?jié)B透性:電通量和氣體滲透實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果表明加入煤矸石混凝土的滲透性都比純水泥混凝土滲透性低,當(dāng)煤矸石摻量為20%時,混凝土的抗氯離子滲透性和表面吸水性能都達(dá)到最好,而當(dāng)摻量為30%時,混凝土的抗氣體滲透性能達(dá)到最佳;為了得到滲透性能更好的混凝土,當(dāng)蒸汽養(yǎng)護(hù)溫度為60℃和80℃的情況下,蒸養(yǎng)時間宜為24h。在微觀結(jié)構(gòu)方面,蒸汽養(yǎng)護(hù)方式對摻煤矸石混凝土的微觀結(jié)構(gòu)改善效果很明顯,在蒸汽養(yǎng)護(hù)的方式下,XRD圖譜中的Ca(OH)_2的峰明顯降低,TG-DTA圖譜中的400℃附近的Ca(OH)_2的失重峰明顯減小,混凝土中的孔得到了細(xì)化,出現(xiàn)了很多無害孔,有害孔與多害孔大大減少。
【圖文】：

煤矸石的粒徑分布

煤矸石的XRD圖譜
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU528

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本文編號：2703499