本文關(guān)鍵詞：鋼渣的成分增補(bǔ)和激發(fā)與再生利用效能提升，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國為鋼材生產(chǎn)大國,隨之而來也是鋼渣出產(chǎn)大國,但是低鋼渣利用率問題卻一直未能解決。過去雖然有多種利用途徑來改善鋼渣利用率的現(xiàn)狀,但是由于鋼渣成分變化較大,膠凝性表現(xiàn)不明顯,應(yīng)用領(lǐng)域一直受到限制。本文從兩個(gè)研究層面,以材料改性與工業(yè)廢棄物再生利用,給出鋼渣利用方式新思路,具體研究內(nèi)容和結(jié)論如下：(1)以傳統(tǒng)利用方式為基礎(chǔ),將鋼渣與路基土拌合,測定鋼渣穩(wěn)定土作為路基填料的基本物理、力學(xué)性能,探究鋼渣穩(wěn)定土作為路基填料的適用性。試驗(yàn)結(jié)果表明,石灰摻入高液限粘土后,能夠明顯降低其液限和塑性指數(shù),達(dá)到路基填料基本要求。鋼渣穩(wěn)定土的擊實(shí)性能良好,且加州承載比(CBR)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我國路基設(shè)計(jì)規(guī)范要求,加州承載比最大值為41.4%。(2)分析鋼渣化學(xué)成分與水泥成分差別后,以鋼渣-石灰改性路基土效果為基礎(chǔ),提出了鋼渣成分增補(bǔ)的概念,即向鋼渣內(nèi)摻和偏高嶺土和熟石灰,并用水泥三率值指標(biāo)控制個(gè)物質(zhì)之間的摻量,尋求最優(yōu)配比。試驗(yàn)結(jié)果表明,成分增補(bǔ)技術(shù)能夠用來提高鋼渣膠凝性,達(dá)到提高膠凝材料強(qiáng)度的目的。對(duì)于本項(xiàng)研究,水泥三率值中硅率(SM)、鋁率(IM)和石灰飽和系數(shù)(KH)對(duì)強(qiáng)度在不同齡期有不同影響,最優(yōu)率值配比為SM=2,IM=1.6和KH=0.94。最優(yōu)配比時(shí),成分增補(bǔ)鋼渣28天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為4.5MPa。(3)為進(jìn)一步提升成分增補(bǔ)鋼渣強(qiáng)度,提升鋼渣再利用效果,以上述最優(yōu)配比為前提,向成分增補(bǔ)鋼渣內(nèi)加入NaOH、NaCl和Na2SO4這三種不同種類的激發(fā)劑,從而探究激發(fā)劑環(huán)境下,成分增補(bǔ)鋼渣的強(qiáng)度變化規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明,NaOH、NaCl和Na2SO4這三種激發(fā)劑的激發(fā)效果依次增強(qiáng),它們的最優(yōu)摻量分別為3%、5%和5%。摻有5%Na2SO4的成分增補(bǔ)鋼渣28天強(qiáng)度能夠達(dá)到10.9MPa,表明激發(fā)后鋼渣復(fù)合膠凝材料具備作為CFG剛性樁復(fù)合地基材料的潛質(zhì),為鋼渣在軟土地基加固的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。(4)利用微觀測試技術(shù),測定成分增補(bǔ)鋼渣的孔隙變化規(guī)律、生成物類型與形態(tài),并以此為基礎(chǔ),結(jié)合化學(xué)式來解釋激發(fā)機(jī)理。試驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)成分增補(bǔ)和28天齡期養(yǎng)護(hù)后,主要膠凝生成物為C-S-H和C4AH13等,而成分增補(bǔ)鋼渣再經(jīng)Na2SO4和NaCl激發(fā)后分別新增了鈣礬石(Aft)和費(fèi)氏鹽(Friesdel's salt)兩種膠結(jié)產(chǎn)物。鈣礬石和Fs鹽生成,同時(shí)伴隨著生成NaOH,導(dǎo)致鋼渣顆粒內(nèi)Si-O-Si和偏高嶺土內(nèi)A1-O-A1內(nèi)化學(xué)鍵斷裂,持續(xù)生成新產(chǎn)物,提高反應(yīng)環(huán)境的堿度。水化產(chǎn)物的生成,形成了鋼渣型復(fù)合材料的膠結(jié)強(qiáng)度,降低了孔隙率,宏觀上表現(xiàn)為強(qiáng)度進(jìn)一步提升。
【關(guān)鍵詞】：鋼渣 成分增補(bǔ) 再生利用 活性激發(fā) 微觀結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U414
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 研究背景11
• 1.2 鋼渣來源及成分11-13
• 1.3 鋼渣國內(nèi)外利用現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 水泥和混凝土產(chǎn)業(yè)13-14
• 1.3.2 道路工程14-15
• 1.3.3 回填工程15
• 1.3.4 土木工程15
• 1.4 鋼渣活性激發(fā)15-17
• 1.4.1 物理激發(fā)16
• 1.4.2 化學(xué)激發(fā)16
• 1.4.3 熱力激發(fā)16-17
• 1.5 現(xiàn)有研究存在的問題17
• 1.6 技術(shù)路線17-19
• 第二章 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)方法19-30
• 2.1 試驗(yàn)材料19-22
• 2.1.1 試驗(yàn)土樣19-20
• 2.1.2 試驗(yàn)鋼渣20-21
• 2.1.3 偏高嶺土21-22
• 2.1.4 其他材料22
• 2.2 試驗(yàn)內(nèi)容與方案22-24
• 2.2.1 鋼渣穩(wěn)定土22-23
• 2.2.2 鋼渣成分增補(bǔ)和活性激發(fā)宏觀試驗(yàn)23
• 2.2.3 強(qiáng)度生成機(jī)制的微觀試驗(yàn)23-24
• 2.3 試驗(yàn)方法24-29
• 2.3.1 基本物理性質(zhì)試驗(yàn)24
• 2.3.2 擊實(shí)與加州承載比(CBR)試驗(yàn)24-25
• 2.3.3 標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量試驗(yàn)25-26
• 2.3.4 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度(UCS)試驗(yàn)26-27
• 2.3.5 pH試驗(yàn)27
• 2.3.6 壓汞試驗(yàn)27-28
• 2.3.7 X射線衍射試驗(yàn)28
• 2.3.8 掃描電鏡試驗(yàn)28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 鋼渣穩(wěn)定土路用性能試驗(yàn)30-38
• 3.1 石灰改性土樣2液限、塑限試驗(yàn)結(jié)果30-31
• 3.2 鋼渣穩(wěn)定土擊實(shí)結(jié)果31-32
• 3.3 鋼渣穩(wěn)定土加州承載比(CBR)試驗(yàn)結(jié)果32-34
• 3.4 鋼渣穩(wěn)定土膨脹試驗(yàn)結(jié)果34-36
• 3.5 本章小結(jié)36-38
• 第四章 廢棄鋼渣的成分增補(bǔ)與活性激發(fā)技術(shù)38-58
• 4.1 水泥率值與成分增補(bǔ)38-39
• 4.2 標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量試驗(yàn)結(jié)果39-41
• 4.3 鋼渣復(fù)合膠凝材料強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果41-47
• 4.3.1 正交試驗(yàn)分析方法41-42
• 4.3.2 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度Ⅰ試驗(yàn)結(jié)果42-45
• 4.3.3 應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系45-47
• 4.4 化學(xué)激發(fā)鋼渣復(fù)合膠凝材料強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果47-53
• 4.4.1 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度Ⅱ試驗(yàn)結(jié)果47-52
• 4.4.2 應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系52-53
• 4.5 化學(xué)激發(fā)鋼渣復(fù)合膠凝材料pH試驗(yàn)結(jié)果53-55
• 4.6 本章小結(jié)55-58
• 第五章 成分增補(bǔ)與活性激發(fā)后鋼渣微觀試驗(yàn)及機(jī)理分析58-69
• 5.1 壓汞(MIP)試驗(yàn)58-60
• 5.1.1 MIP試驗(yàn)適用范圍及水泥基材孔隙結(jié)構(gòu)特點(diǎn)58-59
• 5.1.2 MIP試驗(yàn)結(jié)果59-60
• 5.2 X射線衍射(XRD)試驗(yàn)60-63
• 5.2.1 XRD尋峰依據(jù)和水化產(chǎn)物60-61
• 5.2.2 XRD試驗(yàn)結(jié)果61-63
• 5.3 掃描電鏡(SEM)試驗(yàn)63-66
• 5.3.1 常見物相形態(tài)63
• 5.3.2 SEM測試結(jié)果63-66
• 5.4 化學(xué)反應(yīng)分析66-67
• 5.4.1 C-S-H和C-A-H形成66
• 5.4.2 硫酸鈉激發(fā)環(huán)境中鈣礬石形成66-67
• 5.4.3 氯化鈉激發(fā)環(huán)境中Friedel's鹽形成67
• 5.5 本章小結(jié)67-69
• 第六章 結(jié)論與展望69-73
• 6.1 結(jié)論69-71
• 6.1.1 鋼渣穩(wěn)定土路用性能69
• 6.1.2 成分增補(bǔ)鋼渣力學(xué)性能69-70
• 6.1.3 微觀試驗(yàn)及機(jī)理分析70-71
• 6.2 不足與展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-78
• 致謝78-79
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及科研情況79

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：498927