【摘要】：利用粉煤灰、礦渣、石灰石粉等工業(yè)廢渣作為混合材替代部分熟料生產水泥具有顯著的技術、經濟和環(huán)保效應。由于混合材活性較低,導致大摻量混合材硅酸鹽水泥硬化漿體早期強度不高,工業(yè)廢渣在水泥中的應用受到了極大的限制。用超細熟料替代普通熟料生產大摻量混合材硅酸鹽水泥,不僅能提高水泥熟料的有效利用率,還能改善大摻量混合材硅酸鹽水泥早期強度、孔結構等性能。本文利用超細熟料(含二水石膏)分別與三種混合材(粉煤灰、石灰石粉、粒化高爐礦渣粉)配制了摻混合材硅酸鹽水泥。并對三種摻混合材硅酸鹽水泥的顆粒堆積密實度、凈漿流動度、膠砂強度、水化產物以及干燥收縮性能進行了研究,具體內容如下:首先,利用Aim-Goff緊密堆積模型以及振實堆積密實法分別計算和測試了不同比例下超細熟料-混合材復合粉體的堆積密實度。并討論了超細熟料-混合材復合粉體堆積密實度與凈漿流動性的相關性。研究結果表明:(1)超細熟料-粒化高爐礦渣和超細熟料-粉煤灰復合粉體堆積密實度的理論計算和實際測量變化規(guī)律具有一致性,而對于超細熟料-石灰石粉復合粉體則存在一定的偏差。(2)超細熟料-混合材復合粉體達到最大堆積密實度下的摻比關系分別為:超細熟料:粒化高爐礦渣=1:9,超細熟料:粉煤灰=2:8,及超細熟料:石灰石粉=7:3。超細熟料-粒化高爐礦渣與超細熟料-石灰石粉所配制的摻混合材硅酸鹽水泥在最大堆積密實度下流動性最佳,而超細熟料-粉煤灰所配制的摻混合材硅酸水泥受未燃碳的影響不符合上述規(guī)律。其次,通過對比試驗研究了超細熟料-混合材和普通細度熟料-混合材硅酸鹽水泥的膠砂強度、水化產物以及干縮性能。結果表明:(1)在相同水泥組成配比下,用超細熟料替代普通熟料配制的水泥具有更高的膠砂強度,尤其是早期膠砂強度提高顯著,解決了大摻量混合材硅酸鹽水泥早期強度低的性能缺陷,但同時也增加了早期干燥收縮率。(2)通過XRD測試結果發(fā)現(xiàn),與普通熟料配制的摻混合材硅酸鹽水泥相比,超細熟料-石灰石粉硅酸鹽水泥水化產物中Ca(OH)_2數(shù)量減少,水化碳鋁酸鈣數(shù)量增多。超細熟料-粉煤灰硅酸鹽水泥和超細熟料-粒化高爐礦渣粉硅酸鹽水泥水化均產生了更多的C-S-H凝膠。(3)綜合超細熟料-混合材硅酸鹽水泥的經濟性及實用性,滿足GB175中強度等級32.5水泥的超細熟料-混合材比例關系分別為:超細熟料:粒化高爐礦渣=2:8,超細熟料:石灰石粉=6:4;滿足GB175中強度等級42.5水泥的超細熟料-混合材比例關系為:超細熟料:粉煤灰=6:4。最后,研究了超細熟料-混合材不同比例下水泥石的孔隙率及膠砂強度。結果表明:(1)在一定摻量范圍內,超細熟料摻量的增加可以降低水泥石的孔隙率。(2)在萘系減水劑的分散作用下,更能體現(xiàn)超細熟料對超細熟料-混合材硅酸鹽水泥的充填密實效應,提高了膠砂抗壓強度,且隨著齡期的增長,抗壓強度增長幅度越大。
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ172.1
【圖文】：

不連續(xù)尺寸顆粒和連續(xù)尺寸是經典顆粒堆積理論中提出的兩種顆粒分積方式，連續(xù)分布的顆粒體是由某一粒級范圍內所有尺寸顆粒組成，不連續(xù)顆粒體則由該粒級范圍的有限尺寸顆粒所組成[63]。Furnas 理論是典型的不連寸顆粒堆積理論，該理論認為當小顆粒恰好填入大顆粒的空隙時便形成最緊積[64]。例如有 3 種尺寸的顆粒，中顆粒應恰好填人粗顆粒的空隙，而細顆粒中、粗顆粒的空隙[64]。而在實際情況中顆粒的堆積結構常常是部分交互影響當顆粒堆積結構為部分相互影響時，顆粒間就會產生兩種效應：松動效應和效應[65]。如圖 1.1 和圖 1.2 所示，當以大顆粒為主導地位的情況下，小顆粒充在大顆粒堆積的空隙中，并跟空隙相比大小足夠大，這時小顆粒的存在會大顆粒本身的堆積結構，產生“松動效應”[64]。當小顆粒占主導地位時,圍顆粒周圍堆積的小顆粒會出現(xiàn)一些空隙，這時大顆粒的存在也會影響小顆粒積結構，產生“附壁效應”[64]。Furnas 理論適用于顆粒間無相互作用的兩種顆粒混合物堆積密實度，且兩種顆粒體積分數(shù)必須相差較大。

不連續(xù)尺寸顆粒和連續(xù)尺寸是經典顆粒堆積理論中提出的兩種顆粒分積方式，連續(xù)分布的顆粒體是由某一粒級范圍內所有尺寸顆粒組成，不連續(xù)顆粒體則由該粒級范圍的有限尺寸顆粒所組成[63]。Furnas 理論是典型的不連寸顆粒堆積理論，該理論認為當小顆粒恰好填入大顆粒的空隙時便形成最緊積[64]。例如有 3 種尺寸的顆粒，中顆粒應恰好填人粗顆粒的空隙，而細顆粒中、粗顆粒的空隙[64]。而在實際情況中顆粒的堆積結構常常是部分交互影響當顆粒堆積結構為部分相互影響時，顆粒間就會產生兩種效應：松動效應和效應[65]。如圖 1.1 和圖 1.2 所示，當以大顆粒為主導地位的情況下，小顆粒充在大顆粒堆積的空隙中，并跟空隙相比大小足夠大，這時小顆粒的存在會大顆粒本身的堆積結構，產生“松動效應”[64]。當小顆粒占主導地位時,圍顆粒周圍堆積的小顆粒會出現(xiàn)一些空隙，這時大顆粒的存在也會影響小顆粒積結構，產生“附壁效應”[64]。Furnas 理論適用于顆粒間無相互作用的兩種顆�；旌衔锒逊e密實度，且兩種顆粒體積分數(shù)必須相差較大。

【參考文獻】

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本文編號：2734698