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《长安大学》 2006年
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粉煤灰做混凝土膨胀剂的实验研究

张锦刚  
【摘要】:混凝土膨胀剂是在膨胀水泥的基础上发展起来的,主要用来配制补偿收缩混凝土和自应力混凝土,可以提高混凝土的抗裂防渗性能,使其结构更加致密,它在现代工程中的应用越来越广泛。目前,市场上主要以硫铝酸钙类混凝土膨胀剂为主,它的膨胀源为钙矾石,该类膨胀剂不但性能优越、适用面广,而且使用方便、保质期长。本论文结合钙矾石的生成机理研究,提出利用工业废渣粉煤灰和磷石膏生产硫铝酸钙类混凝土膨胀剂。在水泥水化产生的Ca(OH)_2溶液的激发下,粉煤灰中的活性-Al_2O_3与磷石膏中的CaSO_4会发生化学反应,并生成钙矾石来提供体积膨胀,达到混凝土膨胀剂所起的作用。 实验中采用化学成分、XRD、DTA、SEM分析手段对实验原料进行了分析,确定了各原料的成分和预处理方法。论文提出配制膨胀剂时,磷石膏需要在650℃煅烧1.5h,使其具有与天然硬石膏一样的性能:铝矾土需要在700℃煅烧1.5h成为铝矾土熟料,作为粉煤灰中活性-Al_2O_3含量的调节剂,而粉煤灰不需要煅烧。通过正交实验进行膨胀剂的不同配比和对膨胀剂性能进行了直观分析,实验得出膨胀剂的最佳配比条件为A_1B_2C_1,即磷石膏:粉煤灰取55:45,粉煤灰中铝矾土掺量为10%,膨胀剂掺量为8%。该膨胀剂最突出的性能就是在8%掺量时就能获得非常高的限制膨胀率,符合低掺量膨胀剂的发展方向。 本论文还对影响混凝土膨胀剂性能的原料配比因素进行了试验分析,得出最主要的影响因素是膨胀剂掺量,其次为磷石膏:粉煤灰和粉煤灰中铝矾土掺量。随着膨胀剂掺量的增加,水泥胶砂制品的限制膨胀率增大,早期强度有一定程度的降低,但后期强度一定会增大。另外,原料的细度和煅烧温度对膨胀剂性能也有一定的影响。 本研究充分利用工业废渣粉煤灰和磷石膏生产混凝土膨胀剂不但能够变废为宝,节约能源,而且能够降低混凝土膨胀剂的生产成本,符合循环经济的发展方向,为工业废渣的利用开辟了一条新的途径,具有重要的研究意义。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU528.042

【参考文献】
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