混凝土礦物摻合料濕磨制備

前言

　　優(yōu)質(zhì)礦物摻合料的加入對混凝土物理力學(xué)性能及微結(jié)構(gòu)有較大的改善作用，能顯著提高混凝土的耐久性能，可克服純硅酸鹽水泥許多潛在的及現(xiàn)實的問題，如早期水化熱高、混凝土坍落度損失大、界面區(qū)取向強(qiáng)烈等缺陷。在現(xiàn)代混凝土技術(shù)中，因礦物摻合料具有較好的填充效應(yīng)、活性效應(yīng)和微集料效應(yīng)，其摻入可改善混凝土微結(jié)構(gòu)，提高混凝土的抗?jié)B透性能及各項耐久性，經(jīng)過一定質(zhì)量控制的礦物摻合料已成為高性能混凝土不可或缺的組分之一?！　≈苽浠炷恋V物摻合料已成為工業(yè)廢渣的重要利用途徑之一，但也常因工業(yè)廢渣在礦物組成、化學(xué)品質(zhì)、細(xì)度等方面存在較大差異，給礦物摻合料的生產(chǎn)及應(yīng)用帶來許多障礙，使得工業(yè)廢渣利用率長期處于較低水平。盡管礦物摻合料引入水泥混凝土已有近百年的歷史，人們對其進(jìn)行了大量的研究，但絕大部分研究都停留在對實驗現(xiàn)象的解釋上，礦物摻合料的制備技術(shù)仍缺乏系統(tǒng)理論指導(dǎo)；人們雖然對礦物摻合料的作用途徑有較清楚的認(rèn)識，對各種摻合料效應(yīng)有較明晰的理解，但對如何有效地綜合利用礦物摻合料的各種效應(yīng)，全面提高水泥基材料的性能，仍缺乏行之有效的合適辦法?！　∮米鞯V物摻合料的工業(yè)廢渣畢竟是工業(yè)副產(chǎn)品，要把其應(yīng)用于水泥混凝土，一般需對其進(jìn)行加工處理。當(dāng)前，礦物摻合料的處理設(shè)備存在能耗高或設(shè)備投資大等問題。以粉磨礦渣為例，配有選粉機(jī)的球磨機(jī)圈流粉磨系統(tǒng)的綜合電耗達(dá)80kW·h/t，立磨粉磨系統(tǒng)雖可節(jié)能50%左右，綜合電耗為33~37kW·h/t，但它存在設(shè)備投資大等問題，一臺立磨及相關(guān)配套設(shè)備投資達(dá)億元之巨，限制了立磨的應(yīng)用。另外，工業(yè)廢渣排放過程一般為水冷或濕排方式，水淬礦渣含水率達(dá)10%~20%，濕排粉煤灰含水率更高。采用現(xiàn)有粉磨方式需對其進(jìn)行烘干或燃燒處理，為去除其中水分每噸水淬礦渣需消耗燃料（一般為輕柴油或燃煤粉）達(dá)幾十千克，更增加現(xiàn)有處理方法的能耗。而且，當(dāng)前處理方法制備的礦物摻合料普遍存在粒徑分布寬的問題，其中引入的粗顆粒對體系的緊密堆積無益，不能有效促進(jìn)膠凝體系形成緊密堆積，對改善水泥基材料性能作用有限。　　目前，礦物摻合料的制備、應(yīng)用已牽涉水泥基材料科學(xué)研究的各個方面。正是對礦物摻合料的研究推動了混凝土技術(shù)的發(fā)展，同時混凝土技術(shù)的發(fā)展需求也為礦物摻合料的研究指明了方向，提供了動力?；谏鲜霰尘?，筆者擬通過對礦物摻合料各種效應(yīng)進(jìn)行研究，提出一種新的礦物摻合料處理方式，即采用濕磨方法對工業(yè)廢渣進(jìn)行處理，制備含有一定水分的漿體狀混凝土礦物摻合料（簡稱漿狀摻合料），漿狀摻合料可直接用于配制各種強(qiáng)度等級的混凝土；礦物摻合料濕磨處理技術(shù)的應(yīng)用可降低工業(yè)廢渣處理成本及生產(chǎn)能耗，并可改善礦物摻合料的性能，從而有利于其摻合料效應(yīng)的充分發(fā)揮，全面提升水泥基材料的性能。

內(nèi)容概要

　　《混凝土礦物摻合料濕磨制備》在利用滲流理論分析混凝土礦物摻合料之摻合料效應(yīng)的基礎(chǔ)上，對摻加濕磨方式制備的礦物摻合料的混凝土工作性、力學(xué)性能、耐久性及其與微結(jié)構(gòu)的關(guān)系進(jìn)行了闡述，以探求一種新的工業(yè)廢渣的處理方法，從而促進(jìn)工業(yè)廢渣在水泥混凝土中的資源化利用。與干磨相比，濕磨方法可實現(xiàn)混凝土礦物摻合料的低成本、低能耗制備，具有廣闊的市場前景和良好的社會、經(jīng)濟(jì)效益?！　　痘炷恋V物摻合料濕磨制備》可供土木工程領(lǐng)慚口建筑材料行業(yè)的科技人員閱讀，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)師生的參考書。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 引言1.2 礦物摻合料研究進(jìn)展及存在問題1.2.1 礦物摻合料研究歷史1.2.2 礦物摻合料研究現(xiàn)狀1.2.3 存在問題1.3 礦物摻合料濕磨制備研究的背景及意義1.3.1 研究背景1.3.2 工程應(yīng)用意義1.4 原材料及其性質(zhì)1.4.1 水泥1.4.2 礦物摻合料1.4.3 減水劑1.4.4 集料1.4.5 水第2章 水泥石微結(jié)構(gòu)、滲流與宏觀性能2.1 滲流理論簡述2.1.1 經(jīng)典滲流理論2.1.2 滲流理論的兩個推廣2.2 水泥石微結(jié)構(gòu)的滲流理論闡述2.2.1 水泥石微結(jié)構(gòu)特征與隨機(jī)幾何結(jié)構(gòu)2.2.2 中心質(zhì)假說與滲流理論2.2.3 基于滲流理論的水泥石微結(jié)構(gòu)模型構(gòu)造2.3 孔滲流與水泥石強(qiáng)度分析2.3.1 現(xiàn)有水泥石強(qiáng)度理論2.3.2 現(xiàn)有孔隙率強(qiáng)度模型誤差分析2.3.3 基于孔滲流的孔隙率強(qiáng)度模型構(gòu)造2.4 礦物摻合料粒徑、摻量與摻合料效應(yīng)發(fā)揮2.4.1 有效發(fā)揮摻合料效應(yīng)的問題及其本質(zhì)2.4.2 影響摻合料效應(yīng)發(fā)揮的主要因素2.4.3 礦物摻合料的合適粒徑2.4.4 礦物摻合料的允許摻量2.4.5 膠凝材料粉體細(xì)度表征與體積比表面積2.4.6 關(guān)于礦物摻合料效應(yīng)評價指標(biāo)的一點思考2.5 孔隙率強(qiáng)度模型的實驗驗證2.5.1 實驗設(shè)計2.5.2 孔隙率強(qiáng)度模型驗證2.6 礦物摻合料的摻合料效應(yīng)分析2.6.1 礦物摻合料對硬化漿體孔隙率強(qiáng)度模型中σ0、n值影響2.6.2 礦物摻合料的正效應(yīng)與負(fù)效應(yīng)2.6.3 鋼渣的摻合料效應(yīng)2.6.4 礦渣的摻合料效應(yīng)2.6.5 粉煤灰的摻合料效應(yīng)2.7 小結(jié)第3章 漿狀礦物摻合料的制備693.1 攪拌磨濕磨礦物摻合料的優(yōu)勢3.1.1 攪拌磨簡介3.1.2 攪拌磨濕磨礦物摻合料的優(yōu)勢3.2 濕磨實驗參數(shù)確定3.2.1 濕磨摻合料水固比3.2.2 球料比3.3 漿狀礦物摻合料的分散穩(wěn)定性及流變性能3.3.1 分散體系中粒子間作用力及其分散穩(wěn)定性調(diào)控3.3.2 漿狀摻合料的沉降及黏度3.4 濕磨處理對礦物摻合料物化性能的影響3.4.1 濕磨處理對漿狀摻合料表面結(jié)構(gòu)的影響3.4.2 濕磨漿狀摻合料的顆粒群分布3.4.3 濕磨處理的漿狀摻合料其他物化性能3.4.4 漿狀摻合料物化性能的儀器分析3.5 漿狀礦物摻合料的膠砂強(qiáng)度3.5.1 細(xì)度對漿狀摻合料膠砂強(qiáng)度的影響3.5.2 放置時間對漿狀摻合料膠砂強(qiáng)度的影響3.5.3 堿度及離子組成對粉煤灰漿狀摻合料膠砂強(qiáng)度的影響3.6 漿狀礦物摻合料的摻合料效應(yīng)3.7 小結(jié)第4章 漿狀礦物摻合料混凝土的力學(xué)性能及工作性4.1 粉煤灰漿狀摻合料混凝土的強(qiáng)度及工作性4.1.1 不同細(xì)度粉煤灰漿狀摻合料混凝土的強(qiáng)度及工作性4.1.2 長時間放置粉煤灰漿狀摻合料混凝土的強(qiáng)度及工作性4.1.3 干、濕磨處理粉煤灰混凝土對比4.2 礦渣漿狀摻合料混凝土的強(qiáng)度及工作性4.2.1 不同細(xì)度礦渣漿狀摻合料混凝土的強(qiáng)度及工作性4.2.2 長時間放置礦渣漿狀摻合料混凝土的強(qiáng)度及工作性4.2.3 干、濕磨處理礦渣混凝土對比4.3 復(fù)合漿狀礦物摻合料混凝土的強(qiáng)度及工作性4.3.1 F8S6系列復(fù)合漿狀摻合料混凝土的強(qiáng)度及工作性4.3.2 F10S6系列復(fù)合漿狀摻合料混凝土的強(qiáng)度及工作性4.3.3 F8S7系列復(fù)合漿狀摻合料混凝土的強(qiáng)度及工作性4.4 漿狀礦物摻合料混凝土的凝結(jié)時間4.5 小結(jié)第5章 漿狀礦物摻合料混凝土的耐久性5.1 混凝土抗氯離子滲透性能5.1.1 粉煤灰混凝土抗氯離子滲透性能5.1.2 礦渣混凝土抗氯離子滲透性能5.1.3 復(fù)合摻合料混凝土抗氯離子滲透性能5.1.4 長時間放置漿狀摻合料混凝土抗氯離子滲透性能5.2 混凝土干燥收縮性能5.2.1 粉煤灰混凝土的干燥收縮性能5.2.2 礦渣混凝土的干燥收縮性能5.2.3 復(fù)合摻合料混凝土干燥收縮性能5.2.4 長時間放置漿狀摻合料混凝土的干燥收縮性能5.3 漿狀礦物摻合料混凝土抗海水侵蝕性能5.3.1 粉煤灰混凝土抗海水性能5.3.2 礦渣混凝土抗海水侵蝕性能5.3.3 復(fù)合摻合料混凝土抗海水侵蝕性能5.3.4 長時間放置漿狀摻合料混凝土抗海水侵蝕性能5.4 漿狀摻合料水泥石組成、微結(jié)構(gòu)與其混凝土耐久性5.4.1 水泥石組成與其混凝土耐久性分析5.4.2 水泥石微結(jié)構(gòu)與其混凝土耐久性5.5 小結(jié)第6章 漿狀礦物摻合料的應(yīng)用6.1 在商品混凝土中的應(yīng)用6.1.1 普通強(qiáng)度等級混凝土配制6.1.2 大摻量漿狀摻合料混凝土配制6.1.3 漿狀摻合料配制商品混凝土的工藝路線6.2 在水泥基灌漿材料中的應(yīng)用6.3 在預(yù)制混凝土構(gòu)件中的應(yīng)用6.4 其他應(yīng)用6.5 應(yīng)用前景與社會經(jīng)濟(jì)效益6.5.1 應(yīng)用前景6.5.2 社會效益與經(jīng)濟(jì)效益6.6 總結(jié)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

中心質(zhì)假說認(rèn)為，各級中心質(zhì)和介質(zhì)之間均存在過渡層，中心質(zhì)以外所存在的組成、結(jié)構(gòu)和性能的變異范圍都屬于過渡層；把界面一概看做是混凝土中的薄弱環(huán)節(jié)，認(rèn)為中心質(zhì)的強(qiáng)度大于介質(zhì)強(qiáng)度，各級中心質(zhì)和介質(zhì)都存在相互的效應(yīng)，稱為“中心質(zhì)效應(yīng)”，其內(nèi)容包括中心質(zhì)對周圍介質(zhì)所產(chǎn)生吸附、化合、機(jī)械咬合、粘接、強(qiáng)化等一切物理、化學(xué)、物理化學(xué)的效應(yīng).效應(yīng)所能到達(dá)的范圍稱為“效應(yīng)圈”，效應(yīng)與集料的性質(zhì)、水泥組分、外加劑、礦物摻合料以及水灰比、成型工藝、養(yǎng)護(hù)條件等有關(guān)。效應(yīng)有大有小，包括有利的和不利的，有利的中心質(zhì)效應(yīng)不僅可改善過渡層的結(jié)構(gòu)和大小，而且能使效應(yīng)圈中的介質(zhì)在不同程度上具有中心質(zhì)的某些性質(zhì)。相鄰中心質(zhì)效應(yīng)的疊加對形成中心質(zhì)網(wǎng)絡(luò)、提高混凝土勻質(zhì)性有重要作用。在混凝土中摻人活性礦物摻合料，則可增加大中心質(zhì)數(shù)量、減小中心質(zhì)間距，并提高中心質(zhì)效應(yīng)的程度，起到改善混凝土的明顯效果。低水灰比的混凝土，為了滿足流動性要求，往往骨料用量小，而水泥用量大，使得介質(zhì)含量多，適當(dāng)摻人礦物摻合料，有利于增加中心質(zhì)效應(yīng)。 　　……

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