少熟料水泥耐久性研究

【摘要】：随着可持续发展战略的实施,水泥工业的资源、能源、环境问题成为制约其发展的主要因素。少用能耗大、生产污染大的硅酸盐水泥熟料,利用尽量多工业废渣作为混合材料来生产少熟料水泥,是一项具有环保意义和经济价值的课题。粉煤灰和煤矸石分别是排放和堆放量最大的工业废渣之一,现有以此为基材的少熟料水泥在耐久性方面仍有很大的缺陷。本文分别以粉煤灰、煤矸石为主要原料研制少熟料水泥,从而提出两种新的胶凝体系,以此配制出了性能优良的少熱料水泥混凝土。重点研究了少熟料水泥及其混凝土的耐久性能,全文的主要研究内容和成果如下: 首先,通过试验确定混合材料掺量与复合胶凝体系强度之间的相关性,由此确定所选择的混合材料在胶凝体系中所占的比例,作为两种少熟料水泥配比设计的理论依据。 其次,从粉煤灰和煤矸石两种酸性混合材料的物相组成和活性特点出发,通过正交试验确定两种少熟料水泥的配合比,经测试发现,各项基本性能均符合32.5水泥标准要求,同时SEM图像显示,两种少熟料水泥不同程度上细化了水泥石的孔径,改善了水泥浆体与骨料界面的微观物相。这也是后文中少熟料水泥混凝土性能研究的理论基础。 随后,本文对少熟料水泥耐久性能进行了试验研究,重点考察了其长期强度、护筋性能、抗碳化性能、硫酸盐侵蚀等方面。结果表明,与普通水泥相比,两种少熟料水泥在长期强度发展和抗硫酸盐侵蚀两方面具有较大的优势,但在抗碳化性与护筋性能方面有所欠缺,但仍优于矿渣水泥。以上试验表明少熟料水泥具有较好的耐久性能。 最后,本文对两种少熟料水泥混凝土的基本性能和耐久性能进行了试验研究。在基本性能方面考察了拌合物和易性及物理力学性能,耐久性方面着重考察了抗滲透性能(氯离子扩散)、抗冻性、自收缩性能等。少熟料水泥混凝土在物理力学方面的优势不甚明显,但在上述各项耐久性能方面优于普通水泥混凝土,尤其在抗氯离子侵蚀方面有较大的改善。 本文所研制的两种少熟料水泥各项性能均能满足一般建筑工程的需要,具有广泛的应用前景。