機(jī)制砂石粉的資源化利用不僅可以解決粉煤灰和礦渣粉等常用礦物摻合料資源的短缺問題,還可以推動機(jī)制砂混凝土高品質(zhì)化綠色應(yīng)用,已成為當(dāng)前研究的重點。為探明不同巖性石粉對水泥基材料性能影響規(guī)律,促進(jìn)石粉作為新型礦物摻合料在實際工程中的應(yīng)用,本文以石灰?guī)r、花崗巖、凝灰?guī)r和石英巖機(jī)制砂為原料,經(jīng)粉磨后獲得相應(yīng)巖性的石粉,采用微觀分析和宏觀性能測試相結(jié)合的手段,研究了不同巖性、摻量和細(xì)度的石粉對復(fù)合膠凝材料性能的影響及其作用機(jī)理,為不同巖性石粉作為摻合料的多元復(fù)合膠凝材料組成設(shè)計提供依據(jù)。取得的主要成果如下:（1）對比分析了不同巖性石粉在粒度分布、礦物組成和微觀結(jié)構(gòu)方面的差異,研究了不同巖性石粉的Zeta電位及其對減水劑的吸附。不同巖性石粉比表面積接近時,45μm篩余由大到小為凝灰?guī)r石粉>花崗巖石粉>石灰?guī)r石粉>石英巖石粉,花崗巖和石英巖石粉顆粒的棱角性要高于石灰?guī)r和凝灰?guī)r石粉。石粉的礦物組成對Zeta電位和減水劑吸附率影響較大,石灰?guī)r石粉礦物組成為方解石,結(jié)構(gòu)致密均勻,對減水劑的吸附率低于水泥,方解石較高的溶解度使石灰?guī)r石粉Zeta電位負(fù)電性增加,顆粒間的斥力作用增強(qiáng);石英巖石粉... 

【文章來源】：中國鐵道科學(xué)研究院北京市

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

種聚羧酸減水劑的結(jié)構(gòu)示意圖[23]

不同巖性石粉-水泥基復(fù)合膠凝材料性能研究中國鐵道科學(xué)研究院3工作性能的影響與石粉的吸水性密切相關(guān)，通過巖體吸水性能側(cè)面反映粉體的吸水性能，不同巖性巖石的干燥及飽和面干接觸角由大到小均為石灰石>鐵尾礦>混凝土>花崗巖，花崗巖對水分吸收較強(qiáng)，石灰?guī)r對水分吸收較弱，所以花崗巖石粉對工作性能的不利影響較大。Feng[23]等研究了兩種不同礦物組成的石粉對不同類型減水劑的吸附作用，五種不同類型減水劑結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-2所示，研究表明含有云母的LDSP石粉對不同類型減水劑的吸附能力均明顯大于水泥，而不含云母的HKSP石粉對不同類型減水劑的吸附能力均弱于水泥，如圖1-3所示，研究表明云母與減水劑間存在明顯的插層吸附，導(dǎo)致LDSP石粉對水泥漿體工作性能不利影響較大，而短側(cè)鏈的聚羧酸減水劑較其他分子結(jié)構(gòu)的聚羧酸減水劑插層吸附作用弱，與LDSP石粉的相容性好。圖1-25種聚羧酸減水劑的結(jié)構(gòu)示意圖[23]Fig.1-2SchematicdiagramsofthePCEs[23]圖1-3水泥和兩種石粉對聚羧酸減水劑的吸附量[23]Fig.1-3AbsorptionamountsofPCEsoncementandthetwostonepowder[23]張倩倩[24]等經(jīng)研究表明石灰?guī)r石粉在水溶液中的Zeta電位顯著高于水泥，石粉顆粒間的斥力作用較強(qiáng)，可大幅度減少水泥漿體中的絮凝結(jié)構(gòu)，增加水泥漿體的流動度。姚燕[25]等研究表明水泥和純白云巖石粉表面Zeta電位分別為-1.76mV和-8.94mV，陰離子型聚羧酸系減水劑會優(yōu)先吸附于水泥顆粒表面，且白云巖石粉的需水量低于水泥，在低減水劑吸附量和低需水量這兩個因素共同作用下，白云巖石

?浴?Goual[26]等研究了凝灰?guī)r石屑替代砂子，凝灰?guī)r石粉替代水泥用于制備自密實混凝土的可行性，研究表明凝灰?guī)r石粉的加入減少了自密實砂漿的離析和泌水。圖1-4為凝灰砂與砂漿質(zhì)量比分別為0.40和0.45時，不同凝灰?guī)r石粉摻量對自密實砂漿流動度的影響，自密實砂漿要達(dá)到相同的流動度，減水劑用量隨凝灰?guī)r石粉摻量的增加而增加，為達(dá)到推薦的流動度330mm，凝灰砂/砂漿為0.45的自密實砂漿中凝灰?guī)r石粉的取代量最高可達(dá)30%，而凝灰砂/砂漿為0.40時凝灰?guī)r石粉的取代量最高為20%。a）凝灰砂/砂漿=0.40b）凝灰砂/砂漿=0.45圖1-4減水劑對不同鈣質(zhì)凝灰?guī)r石粉摻量的自密實砂漿流動度的影響[26]Fig.1-4.InfluenceofpolycarboxylatesuperplasticizeronslumpflowofSCM（self-compactingmortar）withdifferentcontentsofcalcareoustuffpowder.a）Calcareoustuffvs.SCM=0.40;b）Calcareoustuffvs.SCM=0.45[26]（3）力學(xué)性能石粉的細(xì)度和摻量影響水泥基材料的力學(xué)性能。李晶[27]等研究表明比表面積為376m2/kg的石灰?guī)r石粉在摻量為5%時，石粉的晶核作用和填充作用使混凝土早期強(qiáng)度略高于基準(zhǔn)組，后期強(qiáng)度相當(dāng)；石粉摻量繼續(xù)增加，石粉的稀釋作用增強(qiáng)，摻量超過10%時，混凝土后期抗壓強(qiáng)度降低幅度明顯。Pera[28]等人研究了石粉(含98.6%CaCO3，比表面積為680m2/kg)對水泥漿體抗壓強(qiáng)度的影響，當(dāng)石粉取代10%的水泥時，強(qiáng)度仍略優(yōu)于基準(zhǔn)組。李化建[29]等研究表明單摻碳酸鹽摻合料的最佳摻量為5%-15%。崔洪濤[30]等研究表明不同細(xì)度石灰?guī)r石粉的最佳摻量均為10%，比表面積低于600m2/kg的石粉會降低混凝土的抗壓強(qiáng)度，比表面積高于600m2/kg的石粉能夠提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。姚楚康[31]等研究表明石粉細(xì)度從100m2/kg增大至700m2/kg，石粉活性指數(shù)增加了11.3%，石

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]石灰石粉對水泥漿體流變性能的影響及作用機(jī)理[J]. 張倩倩,張麗輝,冉千平,劉建忠.  建筑材料學(xué)報. 2019(05)
[2]不同巖性石粉-水泥膠砂流動性和力學(xué)性能研究[J]. 王振,李化建,黃法禮,陶建強(qiáng),孫德易,易忠來,謝永江.  硅酸鹽通報. 2019(05)
[3]外摻機(jī)制砂石粉對水泥基材料流變性能的影響及機(jī)理[J]. 高瑞軍,吳浩,王玲,姚燕.  硅酸鹽通報. 2019(04)
[4]白云巖石粉對水泥凈漿和砂漿流變性能影響及機(jī)理[J]. 姚燕,高瑞軍,吳浩,王玲.  建筑材料學(xué)報. 2019(06)
[5]石灰石粉在水泥基材料中的作用及對其耐久性的影響[J]. 史才軍,王德輝,賈煌飛,劉劍輝.  硅酸鹽學(xué)報. 2017(11)
[6]白云石微粉對水泥早期水化性能的影響及其機(jī)制[J]. 張少華,盧都友,徐江濤,凌康,許仲梓.  南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(04)
[7]白云石和石灰石微粉對水泥砂漿強(qiáng)度和水化產(chǎn)物的影響[J]. 張少華,盧都友,徐江濤,凌康,許仲梓.  硅酸鹽學(xué)報. 2016(08)
[8]水泥-白云石粉漿體流變性能研究[J]. 肖佳,吳婷,何彥琪,田承宇,徐勇.  硅酸鹽通報. 2016(03)
[9]鋼渣對水泥砂漿早期干燥收縮和孔結(jié)構(gòu)的影響[J]. 李楠,張國防,王培銘,徐玲琳.  建筑材料學(xué)報. 2016(04)
[10]石粉特性對砂漿性能的影響研究[J]. 孫燁.  混凝土與水泥制品. 2015(05)

博士論文
[1]放射性銫與典型云母礦物的微觀作用機(jī)制研究[D]. 吳涵玉.蘭州大學(xué) 2018
[2]水泥熟料與輔助性膠凝材料的優(yōu)化匹配[D]. 張同生.華南理工大學(xué) 2012
[3]石灰石粉作混凝土摻合料的性能研究及機(jī)理分析[D]. 文俊強(qiáng).中國建筑材料科學(xué)研究總院 2010

碩士論文
[1]機(jī)制砂與聚羧酸減水劑相容性及機(jī)理研究[D]. 劉錦濤.北京建筑大學(xué) 2019
[2]鐵路工程預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)用機(jī)制砂及其混凝土性能研究[D]. 王振.中國鐵道科學(xué)研究院 2018
[3]機(jī)制砂生產(chǎn)排放的礦物細(xì)粉特性及其在混凝土中的應(yīng)用研究[D]. 楊俊.長安大學(xué) 2017
[4]石灰石粉與輔助性膠凝材料在水泥基材料中的協(xié)同效應(yīng)[D]. 賈煌飛.湖南大學(xué) 2017
[5]CRTSⅢ板式無砟軌道自密實混凝土剪切作用下的流變行為研究[D]. 黃法禮.中國鐵道科學(xué)研究院 2016
[6]石灰?guī)r石粉與水泥基膠凝材料優(yōu)化匹配的研究[D]. 胡建偉.河北工業(yè)大學(xué) 2015
[7]石灰石粉摻量對混凝土性能影響的試驗研究[D]. 李晶.大連理工大學(xué) 2007
[8]超磨細(xì)石灰石粉摻合料混凝土性能的研究[D]. 崔洪濤.重慶大學(xué) 2004



本文編號：3236614