石材加工业废料在水泥混凝土工业中的应用研究

论文摘要

随着我国经济的飞速发展,石材加工业得到了迅猛发展,但伴随之产生的废弃物污染问题也日益严重,对生态环境造成了严重破坏。如何从现实角度出发,从根本上解决石材废料的污染问题,成为本文研究的出发点。本研究以广东云浮石材加工业排出的废石粉为对象,开展了石材加工业废料在水泥、干混砂浆、混凝土生产中的应用研究。本文首先对废石粉的基本物理性能进行了测试分析,然后研究将其作为水泥混合材、干混砂浆掺合料及混凝土掺合料时,对水泥、砂浆、混凝土性能的影响及其影响原因。研究结果表明：云浮废石粉属大理石粉、花岗岩粉及人造石粉的混合物,其化学组成主要以CaO、SiO2为主,其中CaO成分占30%左右,SiO2成分占27%左右。废石粉矿物组成主要以结晶度较高的方解石及石英为主,同时含有少量的长石及云母等矿物,并且大理石成分多于花岗岩成分；废石粉中花岗岩粉占40%左右,而大理石粉及人造石粉约占60%,且其中绝大部分为大理石粉。废石粉的颗粒粒径分布试验结果表明：废石粉中细颗粒较多,粒径小于30μm的颗粒占57%以上。废石粉中的大理石粉以圆形度较高的细颗粒为主,而花岗岩粉大颗粒较多且形状不规则,圆形度较差。相对于火山灰而言,用废石粉作为水泥混合材时,会促使水泥的凝结时间缩短,但缩短幅度不大。同时废石粉的比表面积对水泥凝结时间的影响不大。用废石粉作为水泥混合材时,有利于提高水泥的早期强度,但会使水泥后期强度有所降低。废石粉中的大理石成分对水泥早期强度发展有利,花岗岩成分则对水泥后期强度发展有利,而人造石粉对水泥各龄期强度的发展均不利。同时由于废石粉中含有少量人造石粉,从而导致掺入废石粉的水泥干缩率较大,同时耐磨性较差。用废石粉部分或全部取代粉煤灰作干混砂浆掺合料时,可降低砂浆的水灰比、改善砂浆的分层性能并缩短砂浆的凝结时间。由于废石粉中活性成分较少,所以用废石粉部分或全部取代粉煤灰时,会使砂浆后期强度降低。相对于粉煤灰而言,利用废石粉作混凝土掺合料时,优化了混凝土中细集料的级配,提高了混凝土的各项工作性能。当废石粉掺量由10%增加至20%时,混凝土的工作性能均会得到提高,同时混凝土的早期强度也逐渐升高,但混凝土后期强度却会降低。废石粉取代粉煤灰作为混凝土掺合料时,明显提高了混凝土的抗碳化性能,并且掺量越大,混凝土抗碳化性能越好,但却会使混凝土的抗氯离子渗透性能降低。废石粉中的大理石、花岗岩成分均有利于改善混凝土的抗碳化性能；废石粉中大理石粉成分是降低混凝土抗氯离子渗透性能的主要原因。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 世界石材加工业发展趋势
• 1.2 国内石材加工业现状
• 1.3 石材加工业发展伴随的问题
• 1.4 国内外对石材加工业废粉的研究进展
• 1.5 本课题的研究思路及研究内容
• 1.5.1 研究思路
• 1.5.2 研究内容
• 第二章 石粉基本性能分析
• 2.1 试验材料
• 2.2 石粉的化学成分分析
• 2.3 石粉颗粒形态
• 2.4 石粉矿物组成分析
• 2.5 石粉的颗粒分布
• 2.6 本章小结
• 第三章 废石粉作为水泥混合材对水泥性能的影响
• 3.1 试验材料及试验方法
• 3.2 废石粉对水泥性能的影响
• 3.2.1 石粉种类对水泥凝结时间的影响
• 3.2.2 石粉比表面积对水泥凝结时间的影响
• 3.2.3 石粉种类对水泥强度的影响
• 3.2.4 石粉比表面积对水泥强度的影响
• 3.3 废石粉对水泥砂浆干缩性能的影响
• 3.4 废石粉对水泥砂浆耐磨性能的影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 石粉作为混合料对干混砂浆性能的影响
• 4.1 试验材料及试验方法
• 4.2 废石粉对砂浆水灰比的影响
• 4.3 废石粉对砂浆分层度的影响
• 4.4 废石粉对砂浆凝结时间的影响
• 4.5 废石粉对砂浆28d抗压强度的影响
• 4.6 本章小结
• 第五章 石粉作为掺合料对混凝土性能的影响
• 5.1 试验原料及试验方法
• 5.2 废石粉对混凝土工作性能的影响
• 5.3 废石粉对混凝土抗压强度的影响
• 5.4 废石粉对混凝土抗碳化性能的影响
• 5.5 废石粉对混凝土抗氯离子渗透性能的影响
• 5.6 本章小结
• 第六章 花岗岩粉对水泥水化微观机理分析
• 6.1 试验材料及试验方法
• 6.2 花岗岩粉对水泥早期水化过程的影响
• 6.3 花岗岩粉对水泥后期水化过程的影响
• 6.4 本章小结
• 结论
• 1.研究结果
• 2.创新点
• 3.展望
• 参考文献
• 致谢
• 评定意见