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钢渣代砂环保型建筑砂浆性能的试验研究

作　者: 赵世冉
导　师: 尚建丽
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 材料学
关键词: 细骨料钢渣砂浆稳定性力学性能耐久性能气相色谱
分类号: TU578.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

建筑砂浆是建筑工程中用量最大的、不可或缺的重要建筑材料之一，随着城市化进程的加快，大量开采天然砂配制建筑砂浆，不仅造成严重的环境问题，而且导致天然砂资源短缺。而另一方面，随着钢铁工业的发展，大量与天然砂颗粒类似的钢渣，却被当作废弃物大量堆积，不仅占用土地，而且污染环境。将钢渣进行粉磨作为掺合料，因其具有一定的水硬活性已用于制备胶凝材料，然而将其作为砂浆中细骨料的替代品对建筑砂浆性能影响如何，还有待进一步试验研究。本文以钢渣砂浆整体稳定性良好为前提，从不同堆放期的钢渣中获取钢渣细骨料试样，分别进行不同比例替代天然砂制备建筑砂浆的试验研究。同时，试验本着最大化利用钢渣和改善传统砂浆性能的原则，在钢渣作细骨料达到稳定性的基础上，掺入适量的钢渣粉和矿渣粉，研究建筑砂浆的物理力学性能及耐久性能；利用扫描电镜对骨料和水泥石界面的微观结构进行分析，并通过三甲基硅烷化技术，结合气相色谱分析方法，从[SiO₄]^4-单体的含量的角度分别分析水泥、钢渣、矿渣以及水泥-钢渣-矿渣胶凝体系的活性。试验结果表明：当钢渣细骨料稳定性不良时，适当降低钢渣的最大粒径可以减少其对砂浆整体稳定性的影响。堆放期较短的钢渣在0.15-4.75mm以及0.15-1.18mm分别替代天然砂的10%和25%时，砂浆稳定性满足要求；并且在此钢渣细骨料替代量下，复掺20%钢渣粉和20%矿渣粉替代部分水泥制备砂浆，砂浆施工性能和抗收缩性能表现良好，但早期抗压强度和抗冻性能较差。堆放期较长的钢渣，当作为细骨料替代量达到50%时，砂浆的各项性能表现最好。试验微观分析表明，骨料界面的微观结构与砂浆的宏观行为相符，胶凝材料的活性与其水化前[SiO₄]^4-单体含量的多少呈线性关系，[SiO₄]^4-单体的含量越多，水化活性越大。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
1 绪论  10-15
  1.1 课题背景  10-12
  1.2 国内外研究的现状及水平  12-14
    1.2.1 国外研究现状及水平  12-13
    1.2.2 国内研究现状及水平  13-14
  1.3 本文研究的主要内容  14-15
2 试验原材料及技术指标  15-19
  2.1 水泥  15
  2.2 钢渣粉  15-16
  2.3 矿渣粉  16
  2.4 天然砂  16-17
  2.5 钢渣细骨料  17-18
  2.6 混合细骨料  18-19
3 钢渣细骨料及钢渣砂浆体积稳定性试验  19-29
  3.1 钢渣稳定性检测方法概述  19-20
  3.2 钢渣稳定性试验方案及方法  20-22
    3.2.1 钢渣细骨料稳定性试验方案  20-21
    3.2.2 钢渣砂浆体积稳定性试验方案  21
    3.2.3 稳定性试验方法  21-22
  3.3 试验结果及分析  22-28
    3.3.1 钢渣细骨料稳定性试验结果  22-23
    3.3.2 钢渣砂浆体积稳定性试验结果  23-26
    3.3.3 结果分析  26-28
  3.4 小结  28-29
4.钢渣砂浆配合比设计及性能试验方法  29-37
  4.1 钢渣砂浆配合比设计  29-31
    4.1.1 堆放期较短钢渣制备砂浆的配合比设计  29-30
    4.1.2 堆放期较长钢渣制备砂浆的配合比设计  30-31
    4.1.3 试验砂浆的配制、成型与养护  31
  4.2 钢渣砂浆性能试验方法  31-37
    4.2.1 物理及力学性能试验方法  31-35
    4.2.2 耐久性能试验方法  35-37
5 钢渣砂浆物理及力学性能试验  37-47
  5.1 钢渣砂浆物理性能试验  37-39
    5.1.1 试验结果  37-38
    5.1.2 结果分析  38-39
  5.2 钢渣砂浆力学性能试验  39-43
    5.2.1 试验结果  39-40
    5.2.2 结果分析  40-43
  5.3 钢渣砂浆静力弹性模量试验  43-46
    5.3.1 试验结果  43-44
    5.3.2 结果分析  44-46
  5.4 小结  46-47
6 钢渣砂浆耐久性能试验研究  47-60
  6.1 钢渣砂浆抗冻性能试验  47-54
    6.1.1 试验结果  47-50
    6.1.2 结果分析  50-54
  6.2 钢渣砂浆收缩性能试验  54-58
    6.2.1 试验结果  55-56
    6.2.2 结果分析  56-58
  6.3 小结  58-60
7 钢渣砂浆微观结构分析  60-69
  7.1 概述  60-61
  7.2 骨料-水泥石界面 SEM 分析  61-62
    7.2.1 试样制备  61
    7.2.2 试样测试与分析  61-62
  7.3 三甲基硅烷化（TMS）—气相色谱分析  62-68
    7.3.1 试验试剂及试样制备  62-63
    7.3.2 测试方法  63
    7.3.3 试验结果与分析  63-68
  7.4 小结  68-69
8 结论  69-71
致谢  71-72
参考文献  72-76
攻读硕士学位期间发表论文  76

钢渣代砂环保型建筑砂浆性能的试验研究

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