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碱激发胶凝材料的耐腐蚀性及固化Pb~(2+)的研究
作 者: 胡洁
导 师: 郑娟荣
学 校: 郑州大学
专 业: 结构工程
关键词: 碱激发胶凝材料 固化 重金属(Pb2+) 硫酸盐侵蚀 耐酸性 NH4+交换容量
分类号: TU528
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
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内容摘要
碱激发胶凝材料是一种新型的胶凝材料,其可以采用矿渣、粉煤灰、偏高岭土、钢渣、磷渣、赤泥等材料来制备,因此具有节约能源、保护环境的优点。又因为碱激发胶凝材料具有优越的力学性能、良好的耐久性,并能有效固封有毒重金属离子,受到越来越多的研究者的重视。本研究探索了用改性水玻璃为碱性激发剂,分别以偏高岭土、矿渣、粉煤灰为原材料制备的胶凝材料的固化重金属离子的性能、耐硫酸盐侵蚀性能、耐硫酸腐蚀性能。碱激发胶凝材料固化Pb2+试验结果表明,即使固化体中Pb2+含量达到3.6%时,除了碱-粉煤灰固化体的28d强度略低,其他的碱激发胶凝材料均达到30MPa以上,满足做建筑基材使用要求。Pb2+的浸出毒性不随着时间的延长而增加,即使200d后浸出毒性还小于国家标准。与水泥相比,碱激发胶凝材料能显著降低Pb2+离子的浸出浓度,其规律性与其NH4+交换容量大小的规律性一致,与其固化体的抗压强度的大小没有相关性。碱激发胶凝材料的加速抗硫酸盐侵蚀(干湿循环)实验结果表明,养护条件直接影响着其抗硫酸盐侵蚀性能。当砂浆试块在20℃环境下用塑料薄膜覆盖养护时,碱激发胶凝材料的抗折腐蚀系数和抗压腐蚀系数高于普通硅酸盐水泥,当砂浆试块35℃条件下开敞养护时,碱激发胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀性能要差于水泥。通过用X射线衍射(XRD)分析,在5%的硫酸钠溶液中,碱激发胶凝材料砂浆主要是由于环境中硫酸钠溶液浸入试块孔隙中盐结晶产生的体积膨胀而破坏,而普通硅酸盐水泥砂浆主要是由于生成膨胀性产物和硫酸钠结晶而破坏。碱激发胶凝材料耐酸实验结果表明,碱-矿渣和碱-粉煤灰胶凝材料具有良好的抗侵蚀性能,水泥和偏-偏高岭土胶凝材料的抗酸侵蚀性能较差。胶凝材料的耐酸性能不仅仅是由反应产物的种类决定的,并且与NH4+交换容量没有相关性。
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全文目录
摘要 3-4 ABSTRACT 4-8 第1章 绪论 8-18 1.1 碱激发胶凝材料的发展简史 8-9 1.2 碱激发胶凝材料的研究现状 9-16 1.2.1 碱激发胶凝材料的形成条件及内部结构 9-11 1.2.2 碱激发胶凝材料的性能 11-13 1.2.3 碱激发胶凝材料国内外的研究应用情况 13-15 1.2.4 碱激发胶凝材料的研究方法 15-16 1.3 本课题的研究思路及研究的主要内容 16-18 第2章 试验原材料、仪器设备及分析方法 18-21 2.1 主要试验原材料 18-20 2.2 主要试验仪器及设备 20 2.3 分析测试方法 20-21 第3章 碱激发胶凝材料固化Pb~(2+)性能 21-34 3.1 铅的来源及危害特点 21 3.2 铅的稳定化技术现状 21-25 3.2.1 含铅废水的处理方法 21-23 3.2.2 含铅废物的固化/稳定化处理技术 23-25 3.3 碱-激发胶凝材料固化Pb~(2+)的研究现状 25-26 3.4 实验部分 26-33 3.4.1 样品制备 26-27 3.4.2 测试方法 27-28 3.4.3 试验结果及分析 28-33 3.5 本章小结 33-34 第4章 碱激发胶凝材料的耐硫酸盐侵蚀性能的研究 34-51 4.1 前言 34-37 4.1.1 硫酸盐侵蚀对水泥混凝土的影响 34-36 4.1.2 碱激发胶凝材料抗硫酸盐腐蚀的研究现状 36-37 4.2 实验配比和方法 37-40 4.2.1 样品制备 37-38 4.2.2 试验方法和结果评析方法 38-40 4.3 试验结果与讨论 40-49 4.4 本章小结 49-51 第5章 碱激发胶凝材料的耐酸腐蚀性能 51-64 5.1 前言 51-54 5.1.1 酸对普通混凝土的影响 51-53 5.1.2 碱激发胶凝材料抗酸蚀性能的研究现状 53-54 5.2 试验配比和方法 54-56 5.2.1 试样制备 54-56 5.2.2 试验方法 56 5.3 试验结果与讨论 56-62 5.4 碱激发胶凝材料抗硫酸腐蚀蚀机理分析 62-63 5.5 本章小结 63-64 第6章 研究结论、创新点及展望 64-66 6.1 研究结论 64-65 6.2 创新点 65 6.3 展望 65-66 参考文献 66-71 致谢 71-72 攻读硕士学位期间发表的学术论文 72
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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑材料 > 非金属材料 > 混凝土及混凝土制品
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