【摘 要】
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基于建筑废弃物的再生利用可以推进建筑业可持续发展,本文开展了基于建筑废弃物微粉活性激发制备干混砂浆的科学研究,其研究内容涉及再生微粉活性激发热力学可行性研究,再生微粉活性激发的基础实验研究,温度与反应物配比对再生微粉活性激发影响及再生微粉活性激发效果研究,再生微粉活性激发的动力学及再生微粉砂浆体系内主要物质的水化程度对砂浆性能影响的研究,再生微粉活性激发剂配方和配方激发剂作用下砂浆性能研究,再生微
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基于建筑废弃物的再生利用可以推进建筑业可持续发展,本文开展了基于建筑废弃物微粉活性激发制备干混砂浆的科学研究,其研究内容涉及再生微粉活性激发热力学可行性研究,再生微粉活性激发的基础实验研究,温度与反应物配比对再生微粉活性激发影响及再生微粉活性激发效果研究,再生微粉活性激发的动力学及再生微粉砂浆体系内主要物质的水化程度对砂浆性能影响的研究,再生微粉活性激发剂配方和配方激发剂作用下砂浆性能研究,再生微粉活性激发下砂浆的强度增长模型研究,以及对再生微粉活性激发下制备砂浆的机理研究。本文研究得到的结论有:再生微粉具有活性,其活性需在激发下才能释放出来。热力学研究发现激发再生微粉活性的方法中,化学方法比机械粉磨激发再生微粉活性有更大潜力,其研究还预测活性激发下砂浆内可能生成的产物。基础实验研究的结论认为,水泥胶凝再生微粉砂浆是水泥水化生成物胶结再生微粉颗粒并填充颗粒之间孔隙的过程。用水泥石灰/石膏作胶凝剂和激发剂时,生成具有膨胀性的物质填充孔隙密实砂浆。NaOH能提高再生微粉砂浆的活性激发效果。Na2SO4释放的硫酸根能促进水泥水化,提高再生微粉活性激发效果。CaC12早期对再生微粉活性激发有用,能生成对强度增长有利的物质,提高再生微粉砂浆体的强度。动力学研究发现砂浆内水泥水化释放Ca(OH)2和活性成分消耗Ca(OH)2的反应符合一级动力学反应特征,借助于实验数据求出各温度下反应的动力学速率常数kc和kf。以此研究主要反应物反应程度与砂浆性能之间的关系。配方胶凝激发剂研究得到6因素12混合水平的胶凝激发剂配方一(LQ1)和5因素12混合水平的胶凝激发剂配方二(LQ2);用配方激发剂激发再生微粉活性制备干混砂浆,砂浆性能优良且原材料成本低廉。实验研究得到能预测再生微粉砂浆抗压强度大小的强度增长模型预测公式。该公式能预测各因素改变对强度大小的影响,对指导LQ1、LQ2胶凝激发再生微粉活性的应用实践有一定意义。实验研究和理论分析得到再生微粉活性激发制备干混砂浆的机理是用碱性激发剂LQ1激发再生微粉时,能生成膨胀性的钙矾石穿插在胶凝性物质之间,其间弥散分布着雪硅钙石、水石榴石,砂浆体系孔隙小而均匀,砂浆性能指标均好;用弱碱性激发剂LQ2激发再生微粉时,体系中生成了一定量的碳酸钙和Friedel膨胀性物和弥散分布雪硅钙石、水石榴石,与膨胀性物质相互胶结减小孔隙,提高砂浆性能。温度和养护龄期对再生微粉砂浆内部的生成物种类和数量有影响,并最终影响砂浆性能。本文研究结果为建筑废弃物再生微粉制备砂浆规模化、资源化利用提供必要的理论依据和实验基础,对今后建筑垃圾的回收利用有重要的实践意义。
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