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石材加工过程中会产生20%30%废浆,以2015年全国石材产量3.5亿平方米来计,一年约产生3000万吨废浆。目前石材废浆的处理方式多以填埋为主,这不仅对环境造成极大影响,也制约着石材业的发展,如何实现石材废浆资源化已成为石材行业可持续发展的关键。本文以广东云浮石材加工厂产生的大理石废浆和花岗岩废浆作为研究对象,开展石材废浆在水泥砂浆中的应用研究。主要的研究内容和成果如下:1、对废浆样品进行烘干和粉磨处理制成相应的石粉,进行基本性能的测试和分析。结果表明:大理石粉化学成分主要为CaCO3,矿物组成为方解石,花岗岩石粉化学成分以SiO2、Al2O3为主,矿物组成为石英、长石以及云母;大理石粉中值粒径为8.7μm,而花岗岩石粉中值粒径为13.8μm。2、研究了石粉对水泥浆体流变性能和水化特性的影响(1)掺石粉水泥浆体的流变曲线仍属于Bingham流体模型,但随石粉掺量增大,浆体屈服应力、塑性黏度、触变性均呈增大趋势,对比两种石粉,掺花岗岩石粉浆体流变参数增大较显著;石粉+水泥复合浆体经时处理后,屈服应力和塑性黏度大于新拌浆体,且随水化时间增加而逐渐增大,大理石粉对浆体的影响大于花岗岩石粉。(2)掺石粉未改变水泥水化进程,但不同石粉掺量会改变水泥水化各阶段时长,大理石粉缩短了水化诱导、加速阶段,并增大放热速率和水化热量,而花岗岩石粉延长了水化诱导、加速阶段,降低了放热速率和水化热量。3、以粉煤灰、石灰石粉为参比对象,研究了石粉对水泥砂浆性能的影响(1)对砂浆稠度、凝结时间及保水性的影响。结果表明:内掺方式下,砂浆稠度值随粉料掺量增加而减小,相比之下,掺大理石粉、粉煤灰的砂浆稠度值下降幅度小于掺花岗岩、石灰石粉砂浆;大理石、石灰石粉缩短了砂浆凝结时间,而花岗岩石粉和粉煤灰延长了砂浆凝结时间;两种方式(内掺,外掺)掺入石粉对砂浆保水率的影响规律相似,表现为随大理石、花岗岩、石灰石粉掺量增加呈逐渐增大的趋势,而随粉煤灰掺量增加,砂浆保水率先增大后减小。(2)对砂浆强度的影响,结果表明:内掺大理石、花岗岩、石灰石粉对砂浆早期(3、7d)强度影响规律相似,随粉料掺量增加呈先增大后减小趋势,而随粉煤灰掺量增加逐渐降低;砂浆28d强度随大理石、石灰石粉掺量增加逐渐减小,随花岗岩石粉掺量增加逐渐增大,随粉煤灰掺量增加呈先增大后减小趋势;外掺大理石、花岗岩石粉时,砂浆各龄期强度均明显增大。(3)对砂浆孔结构和抗渗性能的影响,结果表明:内掺大理石粉增大了砂浆28d平均孔径、吸水率和真实孔隙率,且随掺量增加孔隙率逐渐增大;而内掺花岗岩石粉降低了砂浆28d平均孔径、吸水率和真实孔隙率,随掺量增加孔隙率呈先降低后上升趋势;外掺大理石、花岗岩石粉均降低了砂浆28d平均孔径、吸水率和真实孔隙率,且改善了砂浆抗渗性能。(4)对砂浆体积稳定性的影响,结果表明:内掺大理石、石灰石粉和粉煤灰对砂浆干缩值的影响规律相似,随粉料掺量增加呈先减小后增大趋势,而随花岗岩掺量增加,砂浆干缩值逐渐降低,外掺大理石、花岗岩石粉时,砂浆干缩值均明显降低。(5)对砂浆耐久性的影响,结果表明:内掺大理石粉对砂浆抗硫酸盐侵蚀性能影响规律与石灰石粉相似,即随掺量增加砂浆抗蚀系数逐渐减小,而随花岗岩石粉、粉煤灰掺量增加砂浆抗蚀系数逐渐增大;在硫酸盐侵蚀过程中各配比砂浆的质量损失规律一致,均呈先负增长后正增长。4.研究了石粉在薄层砂浆中的应用以M5砂浆为对象,通过正交试验,得出满足标准《预拌砂浆》(GB/T25181-2010)要求的基础配合比。在此基础上系统研究石粉对各项性能的影响,结果表明:1)掺入石粉,提高砂浆的保水性,在能满足保水性要求的前提下可降低纤维素醚用量;2)掺入石粉能抑制了薄层砂浆收缩变形,其中花岗岩石粉掺量增加,干缩值逐渐降低,而大理石粉掺量增加呈先降低后上升趋势,总体仍低于基准样;3)在本试验掺量范围内,石粉降低了薄层砂浆14d粘结强度,但仍高于0.3MPa的要求;4)花岗岩石粉提高了砂浆28d抗压强度,而大理石粉降低了28d抗压强度,但掺量为30%时仍能满足高于5MPa的强度要求。