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掺加活性矿物掺合料是制备高性能混凝土的必要条件之一。在混凝土中掺加矿物微粉,不仅具有较好的经济效益,而且还能够改善混凝土的工作性能、力学性能和耐久性。常用的矿物掺合料主要有粒化高炉矿渣、粉煤灰和硅灰,关于这些矿物掺合料对混凝土性能的改善,国内外的专家学者已作过大量的研究。 攀钢钛矿渣是一种含钛量高、活性差的酸性矿渣,长期以来对钛渣混凝土性能的研究较少,目前还没有一种高价值综合利用攀钢钛渣的有效途经。由于生产工艺的限制,攀钢钛矿渣主要有两种成品渣:有一定活性的水泡钛矿渣和几乎没有活性的慢冷重钛渣。本课题利用物理和化学方法激发钛渣的活性,并与普通粒化高炉矿渣复合,配制出28天抗压强度达到40MPa~70MPa的钛渣掺合料砂浆,和28天抗压强度为50MPa以上,120天强度为90MPa以上的碱钛渣—矿渣混凝土。采用物理激发时,碱钛渣—矿渣混凝土的抗压强度可达到98MPa以上。采用宏观和微观测试方法相结合的手段,通过抗压、抗折、硫酸腐蚀、氯离子渗透和人工海水腐蚀等试验方法,研究了钛渣掺合料混凝土和碱钛渣—矿渣混凝土的力学性能,工作性能和耐久性能。发现用钛矿渣作掺合料可以改善混凝土的工作性能,增大后期强度的发展空间,提高混凝土的抗氯离子渗透性能;而硬化碱钛渣—矿渣混凝土具有良好的物理力学性能,优良的抗酸蚀能力和抗海水腐蚀的能力。在酸环境和人工海水中,碱钛渣—矿渣混凝土的强度能够持续增长,弱酸对碱钛渣—矿渣混凝土几乎没有腐蚀作用。碱钛渣—矿渣混凝土可用于酸雨严重地区的混凝土建筑物和部分海港工程中。本课题还用破碎后的重钛矿渣替代石灰石碎石和中砂作混凝土的集料,配制了全钛渣混凝土,试验表明,这种混凝土具有稳定的力学性能,其28天抗压强度达到50MPa以上,120天强度为80MPa,且具有良好的耐酸雨和海水腐蚀性能,可用来配制低噪音的道路混凝土。 混凝土耐久性是国际工程界关注的重大课题。由于气候和地理环境的影响,我国西南地区尤其是重庆地区的酸沉降非常严重,酸雨或酸性气体对钢筋混凝土结构造成了严重的腐蚀,对一些人文、历史建筑和古迹造成了难以修复的破坏。本课题针对西南地区的地方性特点,就地取材利用攀枝花钢铁公司的工业废渣,配制出具有良好耐酸雨腐蚀性能的碱钛渣—矿渣混凝土。碱钛渣—矿渣混凝土的胶结材绝大部分是工业废渣,只有极少量的水泥熟料,是一种利于生态环境保护的绿色建筑材料。本课题研究探讨了一种高价值综合利用钛矿渣的有效途径,利用西南地区特有的钛矿渣,研制出西南地区所需的耐酸混凝土,具有良好的经济、环境和社会效益。重庆大学硕士学位论文 鉴于试验所使用的钦矿渣是活性较差的水泡渣,建议攀钢改进排渣方式,制备活性较好的水淬钦矿渣,用本研究成果加以开发,还可以进一步提高钦矿渣的综合利用效益。