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废粘土砖粉混凝土的性能研究

作　者: 郑丽
导　师: 葛智
学　校: 山东大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 废粘土砖粉砖粉细度取代率力学性能耐久性能收缩性能
分类号: TU528
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

混凝土的广泛应用带动了水泥产业的迅速发展,同时也造成了严重的环境污染和能源消耗。另一方面,随着旧建筑的拆除,大量以粘土砖为主的建筑垃圾也在不断的增加,废粘土砖已成为环境污染和占用填埋土地的主要污染源之一。若用废弃的建筑垃圾砖部分替代水泥生产混凝土,不仅可以节约天然砂石资源,还可以“吃掉”很多工业废砖,解决环境污染问题,同时还能降低工程成本。本文提出用废粘土砖粉部分取代水泥制备混凝土的研究方向,设计了一套再生废粘土砖粉的制备工艺,并测试了砖粉的基本性能：根据XRD试验测得砖粉的基本组成成分,用粒径分析仪测试砖粉的粒径级配曲线,通过SEM试验观察砖粉的微观结构,并测试了砖粉的吸水率、活性指数等基本物理性质。对再生粘土砖粉混凝土的研究采取室内试验研究和理论分析相结合的方法,试验设计采用正交设计和全因子试验设计相结合,数值分析采取统计分析的方法。本课题主要研究砖粉细度和取代率对混凝土的力学性能和耐久性的影响,力学性能包括抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度、弹性模量等；耐久性包括混凝土的吸水率、氯离子电通量、抗冻融性等。本项目对再生废粘土砖粉混凝土的自生收缩性及长期收缩性进行研究,并通过热重法分析砖粉在水泥水化过程中的作用,最终确定再生废粘土砖混凝土的配合比设计,制备出高性能再生混凝土。本项目研究期间共测试了13组不同配合比的354个水泥砂浆试件,以及27组不同配合比的1185个水泥混凝土试件。通过研究得出以下结论：(1)由正交试验可得：与常规混凝土相似,水灰比是再生废粘土砖粉混凝土最重要的影响因素。一般而言,水灰比越大,混凝土强度越低。(2)掺加砖粉会一定程度的降低混凝土的抗压强度,然而,选择适当的配合比,废粘土砖粉混凝土的28d抗压强度可以达到50MPa以上。随着混凝土养护时间的增长,掺加10%或20%砖粉的混凝土强度与常规混凝土相似,尤其是90d强度可达到55MPa以上。废粘土砖混凝土28d劈裂抗拉强度范围为2～4MPa；28d抗折强度范围为10～12MPa,与对照组相似；弹性模量范围为18～30MPa,受砖粉影响较大。(3)废粘土砖粉混凝土在300次抗冻融循环之后,抗折强度没有降低。再生混凝土的吸水率平均约为2%,比常规混凝土吸水率略高。10%和20%砖粉掺量的再生混凝土氯离子电通量为平均约1400C,与常规混凝土(电通量1300C)相差不大；30%掺量的混凝土氯离子电通量稍大,平均约为1600C。(4)整体而言,对照组混凝土的收缩值最大(0.1mm),掺加砖粉会明显的降低混凝土的收缩值(0.05～0.08mm)。(5)砖粉可以一定程度的促进水泥的水化,且随着砖粉取代率的增大和养护龄期的增长逐渐增大；砖粉细度对水泥水化程度的影响不大。综上所述,废粘土砖粉可以作为混凝土掺料部分替代水泥而不降低混凝土的性能,再生废粘土砖粉混凝土的应用是可行的。

全文目录

中文摘要  8-10
ABSTRACT  10-13
第一章绪论  13-25
  1.1 研究背景和意义  13-14
  1.2 再生废粘土砖的国内外研究现状  14-21
  1.3 项目的研究内容、预期成果、应解决的关键问题  21-22
  1.4 研究方案及技术路线  22
  1.5 经济、环保和社会效益  22-23
  1.6 特色与创新点  23-25
第二章基本试验方法简介  25-34
  2.1 再生粘土砖粉的制备工艺  25-26
  2.2 材料的基本性能测试方法  26-27
  2.3 水泥砂浆试验的测试方法  27-28
  2.4 混凝土试验的测试方法  28-34
第三章试验材料的基本性能  34-39
  3.1 水泥  34
  3.2 废粘土砖粉  34-37
  3.3 骨料  37-38
  3.4 其他材料  38-39
第四章废粘土砖粉作为砂浆和混凝土掺料的可行性分析  39-45
  4.1 试验目的  39
  4.2 砂浆试验设计  39
  4.3 砂浆试验结果及分析  39-43
  4.4 再生废粘土砖粉混凝土的试验设计  43
  4.5 混凝土试验结果分析  43-44
  4.6 本章小结  44-45
第五章再生废粘土砖粉混凝土的配合比研究  45-65
  5.1 试验目的  45
  5.2 正交试验设计  45-47
  5.3 混凝土抗压强度配合比设计  47-52
  5.4 混凝土劈裂抗拉强度配合比设计  52-56
  5.5 混凝土抗折强度配合比设计  56-60
  5.6 混凝土抗压弹性模量配合比设计  60-62
  5.7 混凝土各个强度之间的关系图  62-63
  5.8 混凝土抗冻融性能分析  63-64
  5.9 本章小结  64-65
第六章高性能废粘土砖粉混凝土的性能分析  65-82
  6.1 试验目的  65
  6.2 试验设计  65-66
  6.3 新浇混凝土的性能分析  66-67
  6.4 混凝土抗压强度分析  67-69
  6.5 混凝土抗折强度分析  69-70
  6.6 混凝土劈裂抗拉强度分析  70-71
  6.7 混凝土弹性模量分析  71
  6.8 混凝土氯离子电通量试验分析  71-72
  6.9 混凝土吸水率试验分析  72-75
  6.10 混凝土自收缩试验分析  75-76
  6.11 水泥净浆的水化度分析  76-80
  6.12 本章小结  80-82
第七章结论与展望  82-84
  7.1 课题研究的结论  82-83
  7.2 课题研究中存在的问题  83
  7.3 进一步研究的展望  83-84
主要参考文献  84-88
致谢  88-89
攻读硕士期间已发表的文章  89-90
学位论文评阅及答辩情况表  90

废粘土砖粉混凝土的性能研究

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