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脱硫石油焦渣加气混凝土的耐久性研究

姜辉  
【摘要】:脱硫石油焦渣是高硫石油焦通过循环流化床燃烧技术得到的工业废渣,其主要成分是CaO和CaSO_4Ⅱ。利用脱硫石油焦渣取代部分石灰和石膏制备的加气混凝土称为脱硫石油焦渣加气混凝土。用脱硫石油焦渣取代部分石灰和石膏会使加气混凝土中CaSO_4Ⅱ含量略高,可能会影响加气混凝土的耐久性,如硬石膏水化生成的二水石膏使加气混凝土体积膨胀造成安定性不良等。本文针对这一问题,对不同取代率的脱硫石油焦渣加气混凝土制品进行了系统的试验研究,找出了脱硫石油焦渣最佳取代率,并证明了CaSO_4Ⅱ在加气混凝土中是稳定的,为脱硫石油焦渣在加气混凝土中应用奠定了基础。 本课题的试验研究结合了国家“十二五”科技支撑计划子课题“磨细高硫石油焦脱硫灰渣建材利用技术研究”(2011BAJ04B05-05),主要研究内容包括:1)利用石灰与脱硫石油焦渣按1:2的比例混合粉磨制备出加气混凝土用钙质材料,并将其称为复合石灰;2)以某加气混凝土厂的实际配合比(简称工厂配比)为基础,利用复合石灰分别按照工厂配比中石灰用量的95%、100%、105%、110%和120%全部取代工厂配合比中的石灰和石膏制备加气混凝土;3)研究加气混凝土物理力学性能随复合石灰取代率增加的变化规律;4)研究不同环境(自然状态、标准养护和长期饱水)下,不同取代率加气混凝土制品物理力学性能随着龄期的变化规律;5)研究不同取代率加气混凝土制品的耐久性,包括长期耐水性、干燥收缩性、抗冻性和碳化稳定性;6)取不同环境(自然状态、标准养护和长期饱水)下的加气混凝土制品试样,通过微观试验(XRF和XRD),分析硬石膏在加气混凝土中的变化规律,并研究其稳定性。 研究结果表明:1)随着复合石灰取代率的提高,加气混凝土的抗压强度先增加后趋于稳定,取代率为110%时比强度最大,即性能最优;2)自然状态下放置的加气混凝土试块,其强度较出厂时有小幅增长;标准养护状态下的制品强度较出厂时和自然状态下均有较大幅度提高;长期饱水状态下的加气混凝土制品强度有所降低,降幅随取代率的增大而减小;3)加气混凝土的软化系数随着取代率的增加而增大,变化范围在0.68-0.79之间;干缩试验结果表明,随着取代率的提高,最大干缩值减小;取代率为110%的制品的抗冻性能最优,工厂和取代率为95%及100%的制品的抗冻性不能满足要求;试块完全碳化后强度降低幅度较大,且随着取代率增加碳化系数有增大趋势,碳化系数变化范围在0.65-0.83之间;4)无论在自然状态、标准养护还是长期饱水状态下,加气混凝土的XRD图谱中都没有发现明显的CaSO_42H_2O的衍射峰,证明硬石膏在加气混凝土中是稳定的;5)试验结果证明复合石灰取代率为110%时,制品各项性能最优,且都能满足标准要求。


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