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废玻璃微粉在再生混凝土中的辅助胶凝作用研究

作　者: 杨晶
导　师: 李如燕
学　校: 昆明理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 废玻璃再生混凝土辅助胶凝材料资源化利用
分类号: TU528
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着我国城市化进程的不断加快,随之产生的建筑废弃物问题越来越引起广泛的关注。废玻璃和废混凝土是建筑废弃物中重要的组成部分,由于两者均是不可生物降解的材料,如何有效的对它们进行资源化回收利用就成为一个急待解决的问题。将废混凝土进行回收利用的再生混凝土技术是建筑废弃物资源化利用技术研究的主要方向,通过分析废玻璃的主要化学成分和物理性质并阅读大量的文献得知,研磨到特定粒径大小的废玻璃微粉能够表现出一定的火山灰活性,具有潜在的辅助胶凝作用。本课题将废玻璃作为辅助胶凝材料应用于再生混凝土中,通过试验分析,总结归纳出废玻璃在再生混凝土中应用的适宜条件,从而达到将废玻璃和废混凝土这两种建筑废弃物同时进行充分回收利用的目的,为进一步研究废玻璃在再生混凝土乃至普通混凝土中的应用打下基础。国内关于将废玻璃作辅助胶凝材料的研究开展很少,因此对其进行研究具有一定的创新性。本文对废玻璃作为辅助胶凝材料的可行性从理论上进行了探讨,通过对比分析掺有废玻璃微粉和粉煤灰的水泥浆体的微观形貌和成分得知,在水化反应进程中,废玻璃微粉和作为辅助胶凝材料的粉煤灰都出现了大量的层状、纤维状和绒状结构的水化产物,由此确定废玻璃微粉参与了水化反应,并表现出了一定的火山灰活性。在利用ISO标准砂进行的验证试验中掺有废玻璃微粉的砂浆砌块的抗压强度均超过了相同试验条件下同掺量的粉煤灰试样,证明了废玻璃微粉具有作为辅助胶凝材料的可行性。为了考查再生混凝土和废玻璃两者结合的可行性,本文接下来采用参考了ISO标准砂粒径分布要求的再生细骨料,将其制成砂浆以营造出一种近似于再生混凝土的物理化学环境,对其中废玻璃微粉的粒径、掺量、水灰比、化学激发剂等影响因素分别进行了多组试验和分析,得出优化后的废玻璃微粉作为辅助胶凝材料的使用条件为粒径在38gm以下、掺量为灰份质量的15%、水灰比为0.45。在对再生骨料进行过处理后,配制了数组设计强度等级为C30的再生混凝土,将废玻璃微粉作为辅助胶凝材料掺入其中,测试结果表明,试件的7天抗压强度为19.2MPa,28天抗压强度达到35.6MPa,达到了设计强度,并且相对未掺废玻璃微粉的试件有着较好的强度发展趋势,由此得出结论,废玻璃微粉作为辅助胶凝材料应用于再生混凝土中是可行的,并提出了未来工作方向的几点建议。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-22
  1.1 研究背景与意义  10-12
    1.1.1 研究背景  10-12
    1.1.2 研究意义  12
  1.2 建筑废弃物及其资源化利用概况  12-16
    1.2.1 建筑废弃物的组成和分类  12-14
    1.2.2 国外建筑废弃物处理现状  14-15
    1.2.3 国内建筑废弃物处理现状  15-16
  1.3 玻璃概况  16-21
    1.3.1 玻璃的定义与结构  16-18
    1.3.2 玻璃的化学组成  18
    1.3.3 废玻璃的回收利用概况  18-19
    1.3.4 废玻璃在混凝土中的应用研究概况  19-21
  1.4 课题的研究目的与研究内容  21-22
第二章研究方案  22-34
  2.1 试验流程路线  22-23
  2.2 试验材料  23-26
    2.2.1 建筑废弃物  23
    2.2.2 废玻璃  23
    2.2.3 水泥  23-24
    2.2.4 骨料  24-25
    2.2.5 粉煤灰  25
    2.2.6 添加剂  25-26
  2.3 试验设备  26-27
    2.3.1 破碎、研磨、筛分设备  26
    2.3.2 力学性能测试设备  26
    2.3.3 分析测试仪器  26
    2.3.4 模具  26
    2.3.5 其他器具  26-27
  2.4 试样成型和养护方法  27-28
    2.4.1 小砌块砂浆试验  27
    2.4.2 再生骨料混凝土试验  27-28
  2.5 测试方法  28-33
    2.5.1 砂浆抗压性能测试方法  28-29
    2.5.2 骨料物理性质的测试方法  29-32
    2.5.3 混凝土坍落度测试方法  32-33
    2.5.4 再生骨料混凝土抗压强度测试方法  33
  2.6 本章小结  33-34
第三章废玻璃微粉作为辅助胶凝材料的可行性研究  34-48
  3.1 辅助胶凝材料定义和分类  34
  3.2 辅助胶凝材料的作用机理  34-37
    3.2.1 微集料效应  34-35
    3.2.2 微晶核效应  35
    3.2.3 火山灰效应  35-36
    3.2.4 影响辅助胶凝材料作用效果的主要因素  36-37
  3.3 废玻璃微粉作为辅助胶凝材料的可行性分析  37-39
    3.3.1 废玻璃微粉的显微结构  37-38
    3.3.2 机械力化学条件下对废玻璃微粉活性的提高  38
    3.3.3 废玻璃微粉潜在的火山灰活性  38-39
  3.4 废玻璃微粉作为辅助胶凝材料的微观结构及成分分析  39-44
    3.4.1 试验方案  40
    3.4.2 SEM分析  40-42
    3.4.3 XRD分析  42-44
  3.5 玻璃用于混凝土中的碱集料反应问题  44-46
    3.5.1 碱集料反应  44
    3.5.2 玻璃用于混凝土中的碱集料反应问题  44-46
  3.6 本章小结  46-48
第四章废玻璃微粉作为辅助胶凝材料的试验研究  48-64
  4.1 废玻璃微粉作为辅助凝胶材料的可行性验证试验  48-51
    4.1.1 试验方案  48-50
    4.1.2 试验结果及分析  50-51
  4.2 废玻璃微粉作为辅助胶凝材料的研究  51-59
    4.2.1 废玻璃微粉的粒径和掺量对抗压强度的影响  51-55
    4.2.2 废玻璃微粉作为辅助胶凝材料的粒径和掺量的优化  55-56
    4.2.3 水灰比对抗压强度的影响  56-58
    4.2.4 化学激发剂对抗压强度的影响  58-59
  4.3 废玻璃微粉在再生混凝土中作为辅助胶凝材料的可行性验证试验  59-62
    4.3.1 试验方案  60
    4.3.2 试验结果及分析  60-62
  4.4 本章小结  62-64
第五章结论与建议  64-66
  5.1 结论  64
  5.2 建议  64-66
致谢  66-67
参考文献  67-70
附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文  70

废玻璃微粉在再生混凝土中的辅助胶凝作用研究

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