生物质灰复合石灰石粉掺合料对混凝土性能影响研究

作     者：李嘉昊 

作者单位：黑龙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王正君;韩雷

授予年度：2024年

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0813[工学-建筑学] 

主      题：生物质灰 石灰石粉 力学性能 微观结构特性 抗冻性能 

摘      要：“绿色可持续成为近年来发展的主旋律,建筑行业的未来需要顺应时代的潮流。作为重要建材的混凝土,其绿色转型成为重中之重。国内外众多学者一直在寻求新的混凝土原材料,由于生物质灰具有较高的火山灰活性进入了研究人员的视野。 本文主要探究了生物质电厂灰的活化条件,以及其复合石灰石粉掺合料对混凝土性能的影响。分析生物质电厂灰研磨前后的粒度分布差异、微观形貌差异和矿物质差异,以及煅烧前后的结晶变化和氧化物含量变化。研究活化后的生物质电厂灰和石灰石粉以8∶2、6∶4、4∶6的复合比制备掺合料,并分别以10%、15%、20%的比例替代水泥对混凝土性能影响。 对于混凝土的性能研究,主要针对混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、内部微观形貌以及快速冻融破坏。通过对上述研究的分析,判断该复合掺料的可行性。开展了如下研究: (1)机械研磨后的生物电厂灰颗粒粒度明显减小,并且颗粒形态变得更加规则,同时其活性得到了一定的改善。煅烧温度为450℃时,灰样的活性最佳,此时烧失量为5.21%满足规范不超过6%的要求。 (2)总体上复合掺料的加入不利于混凝土的早中期强度,但是部分实验组的后期强度增幅明显,可基本与无掺合料的对照组持平。其中以复合比为8∶2制备的复合掺料,掺量为10%时,综合表现最为优异。从微观形貌图中可以观察到,生物质电厂灰发挥其火山灰特性生成C-S-H凝胶,石灰石粉则协同填补混凝土组织孔隙。 (3)综合三个龄期的抗压强度选取C1、C4、C8组进行冻融循环试验,结果表明试验组的抗冻效果均优于无掺合料的对照组,其中以复合比为6∶4制备的复合掺料,掺量为10%时抗冻效果最好。质量损失率最低为0.21%,相对动弹性模量最高为98.23%。