氧化石墨烯再生砂浆的制备及性能研究

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21世纪以来,我国城镇化建设的不断发展,旧建筑的拆除将产生大量的建筑垃圾,据统计2019年我国建筑垃圾产量达19.87亿吨,同时2019年我国混凝土用量达到27.38亿立方米,而砂石的用量就占到混凝土重量的70%,然而我国建筑处理方式仍然以填埋为主,不仅造成资源的浪费而且对环境造成二次污染。因此,建筑垃圾资源化是提高建筑垃圾利用率和降低砂石开采率最合理最环保最具有经济效益的方法之一。本文通过建筑垃圾制备再生砂部分取代标准砂,分析再生细骨料取代率、水灰比、聚羧酸减水剂掺量对再生砂浆力学性能的影响。为了改善再生砂浆基本性能,通过添加氧化石墨烯(GO)促进水泥水化,提高再生砂浆粘接力,分析GO掺量对再生砂浆抗折、抗压、抗冻融、耐候性能的影响,并通过微观机理分析GO增强再生砂浆综合性能的基本原理。具体内容总结如下。(1)对再生细骨料和标准砂进行物理性能试验分析可知:再生细骨料棱角较多,表面粗糙不一,存在大量微裂纹且含有大量的微粉,导致其表观密度、堆积密度、空隙率、吸水率均比标准砂高,其中再生细骨料的吸水率高达标准砂的4.55倍。(2)通过再生水泥砂浆力学性能分析可知,其抗折抗压强度随着再生细骨料取代率的增加而降低。当添加30%再生细骨料替代标准砂,再生水泥砂浆养护龄期28d时,抗折抗压强度分别下降16%、18%。改变水灰比和减水剂掺量对再生水泥砂浆力学性能无明显影响。(3)将GO添加到再生水泥砂浆中,并进行抗折抗压试验以及抗冻融、耐候性能分析。和不掺GO再生砂浆相比:添加0.03%GO改性7d龄期再生砂浆抗折抗压强度分别提高16%和21%;添加0.02%GO改性28d龄期强度的再生砂浆抗折抗压强度分别提高13.7%和13.6%,25次、50次抗冻融循环,7d耐候性能均有明显的提高作用。(4)通过扫描电镜、热分析、X-射线衍射分析可知,GO对水泥水化产物有促进效果,使水化产物钙矾石(AFt)和水化硅酸钙(C-S-H)更密集,在7d和28d龄期下,氢氧化钙(CH)含量分别增加2.1%、-1.6%,证实GO对后期水泥水化产物CH的生成有抑制作用。(5)对再生砂浆分别进行环保放射性检测和氯离子含量检测分析,再生砂浆氯离子含量皆小于0.06%,砂浆的内外照射指数IRa≤1.0、Ir≤1.3,达到A类装饰材料标准,可以应用在钢筋混凝土领域和建筑构筑体任何内外表面,对人体基本无害。图[44]表[25]参[87]
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