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磷渣粉的胶凝特性及配制的C50T梁混凝土的性能研究

作　者: 杨静
导　师: 李北星
学　校: 武汉理工大学
专　业: 建筑材料与工程
关键词: 磷渣粉 胶凝特性 T梁混凝土 力学性能 水化机理
分类号: TU528
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 54次
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内容摘要


随着黄磷工业的迅速发展,磷渣的年排放量也逐年增加,对环境造成污染。目前,磷渣粉用作混凝土掺合料,普通细度的磷渣粉主要用于水电工程中低强度混凝土,超细磷渣粉主要用于房屋建筑工程的中高强度混凝土,而将普通细度磷渣粉用于桥梁工程高强混凝土的研究较少。本文就磷渣粉的胶凝特性及采用普通细度磷渣粉配制的T梁C50混凝土的性能进行了研究,以期为磷渣粉混凝土用于桥梁建设提供理论依据。采用室内小型球磨机探讨了三异丙醇胺助磨剂对磷渣粉磨效果的影响,研究了磷渣粉的掺量、比表面积及化学激发剂对磷渣粉胶凝性能的影响。结果表明：加入助磨剂提高了磷渣的易磨性,改善了掺磷渣粉水泥的力学性能。磷渣水泥的凝结时间随磷渣粉掺量呈线性增长,并随磷渣粉比表面积增大而逐渐延长；磷渣粉的掺入降低了水泥胶砂的早期强度,但有助于提高水泥胶砂的后期强度,随磷渣粉掺量的增加,强度呈先升后降的趋势,比表面积超过450m2／kg后再提高并不能显著提高其活性。据此认为,磷渣粉比表面积对凝结时间和强度的影响小于掺量的影响,磷渣粉的比表面积在350～450m2／kg且掺量≤40%时为好。选用合适的化学激发剂是磷渣粉活性激发的关键,单掺0.5%的Na2Si03作为磷渣粉的激发剂具有较好的激发效果。研究了掺入比表面积380m2/kg的磨细磷渣粉对C50T梁混凝土性能的影响。综合考虑混凝土的力学和抗氯离子渗透性能可以得出,加入磷渣粉可以显著改善混凝土的性能,掺量在不超过25%均能满足C50混凝土要求,掺量为20%时各种性能最优；在掺合料掺量同为20%情况下,磷渣粉混凝土性能与S95级矿渣粉混凝土相近,优于Ⅰ级粉煤灰混凝土。在上述宏观性能试验基础上,研究了同掺量下磷渣粉、矿渣粉和粉煤灰对胶凝材料的水化放热性能的影响,磷渣粉比矿渣粉和粉煤灰更有利于降低胶凝材料早期水化热和水化放热速率。最后,借助XRD、SEM等微观测试手段对含磷渣粉水泥浆体水化产物的组成、微观结构特征及水化机理进行了分析,探讨了磷渣粉对混凝土凝结时间和强度影响的机理。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章 绪论  9-20
  1.1 研究目的和意义  9-10
  1.2 磷渣概述  10-13
    1.2.1 黄磷工业的简介  10
    1.2.2 磷渣的产生及特性  10
    1.2.3 磷渣粉的化学成分、矿物组成、结构  10-13
  1.3 磷渣粉在水泥与混凝土中的研究与应用现状  13-17
    1.3.1 磷渣粉作水泥混合材料  13-15
    1.3.2 磷渣粉作混凝土掺合料  15-17
  1.4 研究目标、内容和技术路线  17-20
    1.4.1 研究目标  17
    1.4.2 研究内容  17-19
    1.4.3 研究技术路线  19-20
第2章 原材料及试验方法  20-30
  2.1 试验原材料  20-24
  2.2 试验方法和仪器  24-30
    2.2.1 磷渣粉的制备  24-25
    2.2.2 胶凝材料物理性能  25
    2.2.3 混凝土的工作性能及力学性能  25-26
    2.2.4 混凝土抗氯离子渗透性试验  26-28
    2.2.5 水泥水化的微观结构测试方法  28-30
第3章 磷渣粉的制备与胶凝特性  30-45
  3.1 磷渣粉的制备  30-34
    3.1.1 磷渣的粉磨时间与细度的关系  30-31
    3.1.2 磷渣的粉磨时间与颗粒级配的关系  31-33
    3.1.3 助磨剂对胶凝材料物理性能的影响  33-34
  3.2 磷渣粉的胶凝特性研究  34-40
    3.2.1 磷渣粉掺量与胶砂强度的关系  34-35
    3.2.2 磷渣粉比表面积与胶砂强度的关系  35-38
    3.2.3 磷渣粉对水泥净浆凝结时间的影响  38-40
  3.3 磷渣粉活性激发的研究  40-43
    3.3.1 激发剂单掺对凝结时间和强度的影响  40-42
    3.3.2 激发剂复掺时凝结时间和强度的影响  42-43
  3.4 本章小结  43-45
第4章 磷渣粉C50T梁混凝土的配制与性能研究  45-54
  4.1 T梁混凝土的技术要求  45
  4.2 磷渣粉混凝土力学性能的研究  45-51
    4.2.1 水胶比对混凝土性能的影响  46-47
    4.2.2 磷渣粉掺量对混凝土抗压强度的影响  47-48
    4.2.3 磷渣粉掺量对混凝土轴心抗压强度及弹性模量的影响  48-51
    4.2.4 磷渣粉掺量对混凝土劈裂抗拉强度的影响  51
  4.3 磷渣粉混凝土抗氯离子渗透性能的研究  51-53
  4.4 本章小结  53-54
第5章 磷渣粉对混凝土性能的影响机理研究  54-64
  5.1 磷渣粉混凝土活性评价  54-55
  5.2 磷渣粉混凝土水化放热性能的研究  55-57
  5.3 掺磷渣粉胶凝材料净浆的微观分析  57-60
    5.3.1 掺磷渣粉胶凝材料硬化浆体的XRD分析  57-58
    5.3.2 掺磷渣粉胶凝材料硬化浆体的SEM分析  58-60
  5.4 磷渣粉对混凝土性能的影响机理分析  60-62
    5.4.1 磷渣粉对强度的影响机理  61
    5.4.2 磷渣粉对凝结时间的影响机理  61-62
  5.5 本章小结  62-64
第6章 结论  64-66
参考文献  66-70
致谢  70-71
附录  71

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑材料 > 非金属材料 > 混凝土及混凝土制品
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