【摘 要】
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煅烧煤矸石粉内部含有大量孔隙,掺入混凝土中会大量吸收拌合用水和外加剂,影响混凝土的运输及泵送。针对此问题,本文以水泥胶砂为研究对象,用硅烷改性煅烧煤矸石粉部分取代水泥,研究其对水泥胶砂流动性和强度的影响。本文旨在在应用煅烧煤矸石粉的同时,实现硅烷内掺,具有极大的经济及研究价值。研究内容及主要结论如下:(1)煅烧煤矸石颗粒的制备。XRF、XRD、SEM、热重分析等表明,该煤矸石的活性源自层状高岭石结
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煅烧煤矸石粉内部含有大量孔隙,掺入混凝土中会大量吸收拌合用水和外加剂,影响混凝土的运输及泵送。针对此问题,本文以水泥胶砂为研究对象,用硅烷改性煅烧煤矸石粉部分取代水泥,研究其对水泥胶砂流动性和强度的影响。本文旨在在应用煅烧煤矸石粉的同时,实现硅烷内掺,具有极大的经济及研究价值。研究内容及主要结论如下:(1)煅烧煤矸石颗粒的制备。XRF、XRD、SEM、热重分析等表明,该煤矸石的活性源自层状高岭石结构向多孔无序的偏高岭石的转变并受到其中残余碳量的影响;通过控制变量及强度评价法优选出粒径2~4 mm,煅烧温度750℃,保温时间4h的热活化工艺组合,此条件下制备的煅烧煤矸石颗粒,其磨细粉28d抗压强度比为0.86,具有较高的活性。(2)硅烷改性煅烧煤矸石粉的制备。粉磨上述活化煤矸石颗粒制备煅烧煤矸石粉。另取上述活化煤矸石颗粒置于异丁基三乙氧基硅烷中进行防水浸渍,10h后该煤矸石颗粒中硅烷的载入量达到43.1mg/g;浸渍后的煅烧煤矸石颗粒,经烘干、粉磨后得到硅烷改性煅烧煤矸石粉。(3)煅烧煤矸石粉及改性粉体材料的表征与改性机理分析。XRD,FTIR,水接触角测试结果表明:改性磨细粉中成功载入硅烷且其晶相并未发生改变,硅烷主要依靠物理作用载入煅烧煤矸石;改性前后,煅烧煤矸石粉的水接触角由改性前的40.3°增长到150°,粉体的高吸水性得到明显抑制。(4)硅烷改性对煅烧煤矸石粉水泥胶砂流动性能的影响。硅烷改性会明显改善煅烧煤矸石粉水泥基材料的流动性能,15%掺量下,改性煅烧煤矸石粉水泥净浆的标准稠度用水量为25.9wt%,低于基准组,其砂浆初始流动度为228mm,1h流动度经时损失仅为7%。(5)硅烷改性对煅烧煤矸石粉水泥胶砂强度的影响。硅烷改性会造成水泥胶砂强度降低,同掺量下各龄期下的掺改性粉胶砂试件的强度均低于改性前,但后期掺改性后粉体的胶砂试件仍然具有较好的强度,15%掺量下28d及56d时胶砂强度分别为44.4MPa和54.0MPa,已经接近、高于同龄期下基准组胶砂试件抗压强度。
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