微硅粉制備綠色混凝土及其關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨傳統(tǒng)礦物資源的逐漸消耗殆盡和環(huán)境污染的不斷加劇，現(xiàn)代社會大力倡導(dǎo)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，它是實現(xiàn)節(jié)能減排、經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護雙贏，實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益統(tǒng)一的有效途徑。硅鐵合金冶煉廠產(chǎn)生的微硅粉和生物質(zhì)燃料發(fā)電廠排放的秸稈灰，在相當(dāng)長的時間內(nèi)未被合理處理而有效地應(yīng)用，僅僅作堆放或填埋處理，不僅浪費了資源也造成環(huán)境污染。
　　 從硅鐵冶金爐煙氣中收集的微硅粉顆粒細(xì)小，并且經(jīng)歷了高溫到低溫過程，其中的SiO2具有很高的潛在活性，本

2、文在廣泛的調(diào)研與查閱國內(nèi)外資料的基礎(chǔ)上，擬對微硅粉物理化學(xué)特性及作為礦物摻合料在混凝土中的應(yīng)用進行深入地研究。通過X射線熒光分析、X射線衍射分析、掃描電鏡分析、BET氮吸附等測試，從微觀上對微硅粉物理化學(xué)特性進行全面分析與評價;將微硅粉單摻在混凝土中，研究其對新拌混凝土和易性能、混凝土力學(xué)性能的影響，并與S95礦粉、Ⅰ級粉煤灰進行系統(tǒng)性對比實驗;并采用微硅粉、礦粉復(fù)摻方式制備高強高性能混凝土，為工程實際提供參考依據(jù)。秸稈灰中含有相當(dāng)數(shù)量

3、的SiO2，在秸稈燃燒過程中也經(jīng)歷了高溫—冷卻過程，使秸稈灰中SiO2也具有一定程度的潛在活性，本文擬將秸稈灰作礦物摻合料應(yīng)用于混凝土中，研究其對混凝土和易性能、力學(xué)性能的影響，并對秸稈灰與微硅粉復(fù)合制備綠色能混凝土的可行性進行分析。
　　 研究結(jié)果表明微硅粉中SiO2含量達(dá)到91.51％，并且為不定形玻璃態(tài)，粒徑約0.1～0.2μm，易團聚，內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松、多孔;BET等溫曲線為Ⅳ型等溫線，滯后回環(huán)為H1類回滯環(huán)，故微硅粉內(nèi)部孔

4、為兩端開口管狀介孔;BET法比表面積為36.52m2/g，BJH法平均孔徑為7.78nm。因此微硅粉具有優(yōu)異的化學(xué)潛在活性和物理吸附性能。
　　 微硅粉需水量比為122％，火山灰活性指數(shù)為108％，達(dá)到了SF88等級。微硅粉作為礦物摻合料添加到水泥中會增加標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，延長凝結(jié)時間，提高水泥膠砂強度，在水泥膠砂中的最佳摻量為5％左右。主要通過微硅粉顆粒吸附在水泥顆粒表面阻止水泥水化，和二次火山灰反應(yīng)生成凝膠包裹在水泥表面達(dá)到緩

5、凝效果;通過火山灰效應(yīng)、加速水泥水化和顆粒填充效應(yīng)提高膠砂強度。
　　 微硅粉吸水性很強，導(dǎo)致混凝土和易性降低，但會減少發(fā)生泌水的現(xiàn)象;作為礦物摻合料應(yīng)用于混凝土中可以較大幅度地提高早期強度和后期強度，但后期強度提高幅度小于早期幅度，在普通混凝土中的最佳摻量為10％左右，其膠凝性能（活性）均優(yōu)于S95礦粉和Ⅰ級粉煤灰，對混凝土和易性能的影響也均大于后兩者。通過微硅粉和礦粉復(fù)摻方式（微硅粉∶礦粉=10％∶20％）可成功制備C80高

6、強混凝土，微硅粉通過二次火山灰效應(yīng)、顆粒填充效應(yīng)等方式改善混凝土內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)，減小有害孔徑，降低孔隙率，使混凝土內(nèi)部更密實，強度更高;實驗中混凝土內(nèi)部平均孔徑小至13.8nm，孔隙率低至4.89％。
　　 秸稈灰與微硅粉復(fù)合可以以較低水泥用量制備中低強度混凝土，適當(dāng)摻量的秸稈灰能夠提高普通混凝土早期強度，但對后期強度影響不大，在混凝土中的最佳摻量為5％，在混凝土中的摻量宜在10％以下;秸稈灰不宜在高強高性能混凝土中使用。由于秸稈灰