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原文传递绿色道路胶凝材料的研究

论文题名：	绿色道路胶凝材料的研究
关键词：	绿色道路;胶凝材料;硬化机理;潜在活性;工业废渣
摘要：	随着我国国民经济的快速增长，公路交通现代化建设进入了一个持续、快速的发展时期，当前我国公路交通行业中“高消耗、低产出”的现象严重，面临我国能源、资源相对短缺，生态环境比较脆弱的国情，通过引入目前尚未被大量利用的工业废渣-磷渣和钢渣来制备绿色道路胶凝材料，对推进公路交通行业向资源节约型、环境友好型方向发展有着相当重要的意义。　　本文对绿色道路胶凝材料进行了系统的研究，宏观上包括基本物理性能、干缩性能、耐腐蚀性、抗冻性、抗渗性和耐磨性，微观上分析了其硬化机理并通过XRD、DSC、SEM-EDS、MIP测试手段分析研究其水化产物的组成、表面形貌及孔结构。　　本文采用工业碱-水玻璃激发磷渣的潜在活性，研究发现，掺量(以Na2O计)为6％、模数为1.2的水玻璃激发强度最高(3d、28d抗折强度分别达到4.2MPa、6.9MPa)；针对碱磷渣胶凝材料的抗折强度低和干缩性大的问题，通过掺加钢渣(既用于代替部分磷渣，同时也代替部分细集料)来提高碱磷渣道路胶凝材料的抗折强度。研究发现，钢渣代替部分磷渣的试体抗折强度提高幅度不太明显，而钢渣以细集料的形式代替部分标准砂(掺量为25％)对抗折强度影响非常大(3d、28d抗折强度分别提高0.8MPa、0.5MPa)；在此基础上，通过掺加自制的膨胀剂(掺量为10％)能有效地解决碱磷渣道路胶凝材料干缩性大的问题(3d干缩率从原来的0.584％降低到0.03％左右，28d干缩率从原来的0.709％降低到0.245％)。　　绿色道路胶凝材料具有良好的耐腐蚀性、抗冻性、耐磨性和抗渗性。在pH=2硫酸溶液、模拟海水、3％Na2SO4的化学腐蚀液中养护的砂浆试块与常温清水中养护相同龄期的砂浆试块相比抗折强度有不同程度的提高；在-20℃的条件下，经25次冻融循环后，其砂浆抗折强度损失小于5％，质量损失小于1％；参照标准JC/T421-91《水泥胶砂耐磨性试验方法》制备的道路胶凝材料砂浆的磨损量为1.20 kg/m2～2.16 kg/m2，小于道路水泥要求的最大磨损量3.60 kg/m2；另外，碱磷渣道路胶凝材料的抗渗性也略优于普通硅酸盐水泥。　　通过XRD、DSC等测试手段分析表明碱磷渣道路胶凝材料水化产物主要以致密的C-S-H凝胶为主，基本没有钙矾石、Ca(OH)2等普通硅酸盐水泥水化产物产生；通过掺加了自制的膨胀剂后，测试出水化产物中生成了补偿干缩的钙矾石、Ca(OH)，2晶体，由SEM可以看出这些晶体交错生长并填充于裂缝间隙处，提高了胶凝材料的密实性；通过MIP分析，该新型道路胶凝材料的总孔隙率小于普通硅酸盐水泥的总孔隙率，孔径分布也较之均匀。
作者：	殷志峰
专业：	材料学
导师：	程麟
授予学位：	硕士
授予学位单位：	南京工业大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文