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脱硫石油焦渣加气混凝土的耐久性研究

作　者: 姜辉
导　师: 李秋义
学　校: 青岛理工大学
专　业: 土木工程
关键词: 脱硫石油焦渣复合石灰加气混凝土取代率耐久性
分类号: TU528.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

脱硫石油焦渣是高硫石油焦通过循环流化床燃烧技术得到的工业废渣，其主要成分是CaO和CaSO₄Ⅱ。利用脱硫石油焦渣取代部分石灰和石膏制备的加气混凝土称为脱硫石油焦渣加气混凝土。用脱硫石油焦渣取代部分石灰和石膏会使加气混凝土中CaSO₄Ⅱ含量略高，可能会影响加气混凝土的耐久性，如硬石膏水化生成的二水石膏使加气混凝土体积膨胀造成安定性不良等。本文针对这一问题，对不同取代率的脱硫石油焦渣加气混凝土制品进行了系统的试验研究，找出了脱硫石油焦渣最佳取代率，并证明了CaSO₄Ⅱ在加气混凝土中是稳定的，为脱硫石油焦渣在加气混凝土中应用奠定了基础。本课题的试验研究结合了国家“十二五”科技支撑计划子课题“磨细高硫石油焦脱硫灰渣建材利用技术研究”（2011BAJ04B05-05），主要研究内容包括：1)利用石灰与脱硫石油焦渣按1：2的比例混合粉磨制备出加气混凝土用钙质材料，并将其称为复合石灰；2)以某加气混凝土厂的实际配合比（简称工厂配比）为基础，利用复合石灰分别按照工厂配比中石灰用量的95%、100%、105%、110%和120%全部取代工厂配合比中的石灰和石膏制备加气混凝土；3)研究加气混凝土物理力学性能随复合石灰取代率增加的变化规律；4)研究不同环境（自然状态、标准养护和长期饱水）下，不同取代率加气混凝土制品物理力学性能随着龄期的变化规律；5)研究不同取代率加气混凝土制品的耐久性，包括长期耐水性、干燥收缩性、抗冻性和碳化稳定性；6)取不同环境（自然状态、标准养护和长期饱水）下的加气混凝土制品试样，通过微观试验（XRF和XRD），分析硬石膏在加气混凝土中的变化规律，并研究其稳定性。研究结果表明：1)随着复合石灰取代率的提高，加气混凝土的抗压强度先增加后趋于稳定，取代率为110%时比强度最大，即性能最优；2)自然状态下放置的加气混凝土试块，其强度较出厂时有小幅增长；标准养护状态下的制品强度较出厂时和自然状态下均有较大幅度提高；长期饱水状态下的加气混凝土制品强度有所降低，降幅随取代率的增大而减小；3)加气混凝土的软化系数随着取代率的增加而增大，变化范围在0.68-0.79之间；干缩试验结果表明，随着取代率的提高，最大干缩值减小；取代率为110%的制品的抗冻性能最优，工厂和取代率为95%及100%的制品的抗冻性不能满足要求；试块完全碳化后强度降低幅度较大，且随着取代率增加碳化系数有增大趋势，碳化系数变化范围在0.65-0.83之间；4)无论在自然状态、标准养护还是长期饱水状态下，加气混凝土的XRD图谱中都没有发现明显的CaSO₄2H₂O的衍射峰，证明硬石膏在加气混凝土中是稳定的；5)试验结果证明复合石灰取代率为110%时，制品各项性能最优，且都能满足标准要求。

全文目录

摘要  9-11
Abstract  11-13
第1章绪论  13-21
  1.1 研究背景  13-14
  1.2 加气混凝土的发展历程及研究现状  14-16
    1.2.1 加气混凝土发展史  14
    1.2.2 国外研究现状  14-15
    1.2.3 国内研究现状  15-16
  1.3 加气混凝土简介  16-19
    1.3.1 加气混凝土定义  16
    1.3.2 加气混凝土的分类  16-17
    1.3.3 加气混凝土的主要性能及用途  17-18
    1.3.4 加气混凝土的发展前景  18-19
  1.4 研究目的及主要研究内容  19-21
第2章试验原材料及加气混凝土成型工艺  21-29
  2.1 试验原材料  21-25
    2.1.1 脱硫石油焦渣  21
    2.1.2 粉煤灰  21-23
    2.1.3 水泥  23
    2.1.4 石灰  23-24
    2.1.5 铝粉  24
    2.1.6 助磨剂  24-25
  2.2 加气混凝土的制备及反应原理  25-28
    2.2.1 工业生产流程  25-27
    2.2.2 反应原理  27-28
  2.3 试验方法  28-29
第3章脱硫石油焦渣加气混凝土物理性能研究  29-39
  3.1 试验配合比设计  29-30
  3.2 复合石灰取代率对加气混凝土制品物理性能的影响  30-34
    3.2.1 试验方法  30-32
    3.2.2 试验结果与分析  32-34
  3.3 不同环境下加气混凝土的长期力学性能研究  34-37
    3.3.1 自然状态下加气混凝土力学性能的变化  34-35
    3.3.2 标准养护条件下加气混凝土力学性能的变化  35-36
    3.3.3 长期饱水状态下加气混凝土力学性能的变化  36-37
  3.4 本章小结  37-39
第4章脱硫石油焦渣加气混凝土耐久性研究  39-57
  4.1 耐水性  39-41
    4.1.1 软化系数  39-41
    4.1.2 长期耐水性  41
  4.2 干燥收缩性能  41-49
    4.2.1 试验方案  43-45
    4.2.2 试验结果分析与讨论  45-49
  4.3 抗冻性  49-53
    4.3.1 试验方案  50-51
    4.3.2 试验结果与讨论  51-53
  4.4 碳化稳定性能  53-56
    4.4.1 试验方案  53-54
    4.4.2 试验结果与讨论  54-56
  4.5 本章小结  56-57
第5章硬石膏在加气混凝土中的稳定性研究  57-67
  5.1 石膏在加气混凝土中的作用  57-58
  5.2 硬石膏的水化  58-59
    5.2.1 试验方法  58
    5.2.2 试验结果与分析  58-59
  5.3 二水石膏的脱水  59
  5.4 各取代率加气混凝土制品中硬石膏含量  59-61
    5.4.1 试验方法  60
    5.4.2 试验结果及分析  60-61
  5.5 不同环境下硬石膏在加气混凝土中的稳定性  61-65
    5.5.1 自然条件下硬石膏在加气混凝土中的稳定性  62-63
    5.5.2 标准养护状态下硬石膏在加气混凝土中的稳定性  63-64
    5.5.3 饱水状态下硬石膏在加气混凝土中的稳定性  64-65
  5.6 本章小结  65-67
第6章结论与展望  67-69
  6.1 结论  67
  6.2 展望  67-69
参考文献  69-72
攻读硕士学位期间发表的学术论文  72-73
致谢  73

脱硫石油焦渣加气混凝土的耐久性研究

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