磨细渣土对水泥基材料水化及其性能的影响研究

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建筑渣土是现代城市建设过程中产生的固体废弃物,是建筑垃圾的一种。城建项目、旧城改造和轨道交通等工程的开展,都会产生大量渣土。现行的渣土处理方法如回填、用作路基等只是将渣土进行转移,所制备的产品附加值极低。烧结方法虽然可以制备得到建材产品,但生产过程能耗高,污染大,易产生有毒气体。本文采用非煅烧方法,将渣土粉磨细化达到一定粒径后代替部分水泥制备净浆和胶砂试件,研究渣土对胶砂力学性能及净浆水化性能的影响,并且通过碳化试验以及干湿循环试验研究渣土对胶砂耐久性能的影响,主要研究内容及结论如下:(1)将粉磨不同时间的渣土以5%-20%(质量)取代水泥制备胶砂试件,测试胶砂流动度和标养3d、7d和28d后的力学性能。研究发现,增加渣土掺量和延长粉磨时间都会使胶砂流动度降低,且增加渣土掺量会使抗折抗压强度出现不同程度降低。但掺量在15%以下时,粉磨时间延长会使早期抗折抗压强度增长,渣土掺量在20%或养护至28d时,渣土粉磨时间延长对强度没有显著提升效果甚至会降低强度。(2)选取不同粉磨时间的渣土以10%和20%掺量制备净浆试件,研究渣土对水泥水化性能的影响。研究发现,掺渣土后,净浆水化放热流和放热量均低于水泥对比样,但掺入粉磨渣土的净浆试样较掺入未粉磨渣土的试样具有更高的放热流和放热量。净浆水化产物晶体相主要为AFt和Ca(OH)2,且掺入渣土后或延长粉磨时间时,由于促进水泥水化反应会有更多Ca(OH)2生成。掺粉磨3min渣土净浆水化产物中可以发现有大量发散型长纤维状碳化产物生成。(3)通过将掺不同渣土的胶砂试件分别暴露在(20±3)%浓度的CO2以及硫酸盐干湿循环环境下研究渣土对胶砂试件耐久性的影响。研究发现,渣土掺量增加会使碳化深度有一定程度增加。在干湿循环过程中,胶砂试件在第一个十次干湿循环中质量上升最快,这一过程也会使胶砂结构更为密实。经过50次干湿循环后,掺10%未粉磨渣土和粉磨1min渣土的试件较标养试件抗折抗压强度均有所上升,掺10%粉磨3min渣土试件未有太大变化,而掺20%渣土试件较标养试件抗折强度下降,抗压强度上升;且在扫描电镜下观察到在硫酸盐侵蚀情况下会使部分区域水化产物钙质流失形成水化产物骨架。
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