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《中南大学》 2012年
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掺石灰石粉胶凝材料收缩性能改善研究

许彩云  
【摘要】:石灰石粉是一种容易得到且廉价的材料,而且粉磨能耗低,将石灰石粉作为掺合料加入到水泥基材料中不仅能改善水泥基材料的性能还能节能减排,降低生产成本,减少处置费用和环境负荷等,具有良好的技术、经济和生态效益。为科学合理的将石灰石粉应用于混凝土中,以达到节能利废并改善水泥基材料性能的目的,本文围绕石灰石粉基胶凝材料进行了物理力学性能、干缩性能、开裂性能试验,本文主要研究内容和结论如下: 1.掺石灰石粉胶凝材料物理力学性能 石灰石粉降低了水泥净浆流动度,但能增大胶砂的流动度;硬化浆体和胶砂早期强度随掺石灰石粉掺量增加出现先增大后减小,当石灰石粉掺量为10%时达到最大值,而后期强度随石灰石粉掺量的增加而逐渐减小;硬化浆体吸水率规律与强度规律相反,呈负相关性。 粉煤灰可以改善掺石灰石粉净浆和胶砂的流动度;粉煤灰和石灰石粉复掺对胶砂流动度的改善作用更明显;硬化浆体和胶砂早期强度随粉煤灰掺量的增加而呈直线下降,后期强度则呈二次函数下降;当固定石灰石粉或者粉煤灰掺量时,胶砂强度随其掺量的增加而减小;当石灰石粉和粉煤灰各掺5%强度性能最好,当两者总掺量为20%,30%和40%时,不论两者比例如何,其强度都低于空白组;硫酸钙和煅烧硫酸钙对掺粉煤灰硬化浆体强度激发作用不明显,硫酸钠激发作用明显,三乙醇胺可以提高其硬化浆体强度。 矿粉减小掺石灰石粉净浆流动度,且降低了早期抗压强度,但后期抗压强度逐渐上升;硅粉使掺石灰石粉净浆流动度急剧下降,但能提高早期及后期强度。 膨胀剂降低了掺石灰石粉浆体流动性及抗压强度。聚丙烯纤维和钢纤维使掺石灰石粉胶砂的流动性下降;抗折、抗压强度随着聚丙烯纤维掺量的增加呈增加趋势,掺钢纤维胶砂抗压强度则呈减小的趋势,但抗折强度呈增加的趋势。 2.掺石灰石粉胶凝材料干缩性能 掺石灰石粉的净浆失水率随石灰石掺量的增加而增大;硬化浆体和胶砂的干缩值随石灰石粉掺量增加出现增大后减小的规律。 粉煤灰/矿粉对掺石灰石粉硬化浆体失水率随着其掺量的增大而增大,但矿粉的影响明显弱于同一掺量粉煤灰的,硅粉影响不大。粉煤灰改善了掺石灰石粉硬化浆体的干缩;固定石灰石粉或者粉煤灰掺量,干缩值其掺量的增加而呈减小;当石灰石粉和粉煤灰各掺5%时,胶砂干缩值最小;当两者总掺量为20%,30%,40%,不论两者比例如何,其干缩值都低于空白组;硫酸钠对粉煤灰基硬化浆体干缩性能表现为先膨胀后收缩;三乙醇胺可改善干缩。 矿粉/硅粉替代部分水泥后,加剧了掺石灰石粉硬化浆体干缩值。 随着膨胀剂掺量的增加失水率呈增大趋势;试件水中养护表现为膨胀,干燥环境中即产生收缩,加强掺有膨胀剂的浆体前期的水养护能可以推迟早期干缩。胶砂的失水率随着纤维掺量的增加呈现增大趋势;聚丙烯纤维和钢纤维都能够改善掺石灰石粉硬化浆体的干缩。 3.掺石灰石粉胶凝材料开裂性能 当石灰石粉掺量低于10%时对胶砂抗裂性能不利,而其掺量大于20%可提高胶砂的抗开裂性能,这与石灰石粉对砂浆干缩性能规律一致;粉煤灰或聚丙烯纤维可以提高掺石灰石粉胶砂的抗开裂性能。 4.石灰石粉在混凝土中的应用 单掺和双掺石灰石粉和粉煤灰能够改善混凝土的工作性能;单掺石灰石粉或粉煤灰10%以内及两者双掺总替代量15%以内,可以达到C50混凝土强度设计要求;单掺粉煤灰和双掺石灰石粉与粉煤灰都改善了混凝土干缩性能,表现出良好的叠加效应,其中石灰石和粉煤灰各掺5%混凝土强度效果最好,干缩值最小。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TU528

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