通化地区大掺量矿渣粉煤灰复合水泥的性能研究及应用

论文摘要

近年来,节能减排已成为通化地区水泥工业生产与开发中倍受关注的问题。本文以提高矿渣和粉煤灰在复合水泥中的掺量为主要目标,以利用矿渣和粉煤灰为主要原料研制新型大掺量复合水泥为中心内容,力求通过系统的实验和理论分析,找寻出能够满足常规工程使用要求的大掺量复合水泥的优化设计配方和工艺参数。论文研究成果的完成,不仅能降低复合水泥生产成本,而且能大幅提高通化地区矿渣和粉煤灰的利用率,对节约天然资源和能源、保护环境等方面均具有十分重要的意义。本文采用熟料、碱及石膏分别做为矿渣和粉煤灰的碱性激发剂和硫酸盐激发剂,通过系列试验,对各组分进行优化组合,确定了通化地区大掺量矿渣粉煤灰复合水泥(以下简称SFC水泥)的优化配方；研究了原材料的性能、各组分之间的掺量比例、比表面积等对其性能的影响规律；测试了SFC水泥及其混凝土的性能,并对其工程适用性进行了探索。通过上述试验和研究分析,得出以下结论：SFC水泥的优化配方和工艺参数为：熟料30%,石膏7～10%,激发剂为1%,矿渣：粉煤灰=3：1；比表面积控制范围在420～450 m2/kg为宜。SFC水泥综合物理性能优于所检同等级对比复合水泥物理性能；用其拌制的混凝土耐久性能除抗碳化能力外,均略优于对比水泥混凝土；结构性能良好,可用于制作预制混凝土结构构件。原材料的性能、各组分之间的掺量比例、粉磨方式和比表面积控制范围等均对SFC水泥性能有较大影响。SFC水泥所配制的混凝土各项性能基本能够满足工程要求,可在一般非重要结构上应用；由于碳化速度略快,更宜在大体积和地下工程中使用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题背景
• 1.2.1 水泥工业现状
• 1.2.2 工业废弃物在水泥工业中的利用现状
• 1.2.3 课题研究的目的及意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 复合水泥的提出和发展现状
• 1.3.2 少熟料水泥的提出及发展现状
• 1.3.3 水泥工业在混合材利用方面存在的问题
• 1.3.4 发展方向及前景
• 1.4 本文的主要工作
• 第2章 理论基础与试验设计
• 2.1 大掺量（少熟料）矿渣粉煤灰复合水泥的研制理论基础
• 2.1.1 大掺量矿渣粉煤灰复合水泥的水化机理
• 2.1.2 大掺量复合水泥中各组分的主要作用
• 2.1.3 各组分的性质及优化
• 2.2 实验研究的主要内容与试验方案设计
• 2.2.1 实验研究的主要内容
• 2.2.2 实验用原材料
• 2.2.3 实验项目简介
• 2.2.4 试验用仪器与设备
• 第3章 复合体系水泥的研制及性能
• 3.1 大掺量少熟料矿渣粉煤灰复合水泥原材料的优选
• 3.1.1 熟料的优选
• 3.1.2 石膏的优选
• 3.1.3 矿渣和粉煤灰
• 3.2 复合水泥配方调试
• 3.2.1 矿渣与粉煤灰比例的选择
• 3.2.2 熟料及激发剂掺量的确定
• 3.3 水泥比表面积控制范围的确定
• 3.4 经济效益分析
• 第4章 大掺量复合水泥的应用
• 4.1 试验方案
• 4.1.1 试验目的
• 4.1.2 试验内容
• 4.1.3 试验依据
• 4.1.4 试验计划
• 4.2 试验数据汇总
• 4.2.1 水泥性能对比试验
• 4.2.2 混凝土性能对比试验
• 4.2.3 预制屋面板结构性能试验
• 4.3 工程应用
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者从事科学研究和学习经历的简历
• 附录1 胶凝材料性能测试方法简介
• 附录2 混凝土性能测定方法简介
• 附录3 屋面板（预制构件）结构性能试验