论文部分内容阅读
随着世界工业化的进程,固体废弃物的消耗量呈现逐年递增的趋势,其中废弃玻璃的消耗量占全球固体废弃物消耗量的7%。把废弃玻璃作为矿物掺合料参与生产水泥砂浆,其力学性能、高温下的体积稳定性以及废弃玻璃中SiO2的活性含量都直接影响废弃玻璃水泥砂浆的预期工作性能。为此,本文通过试验系统研究了废弃玻璃粉、玻璃砂水泥砂浆的配合比设计、基本物理力学性能、高温下的体积稳定性能、废弃玻璃粉中活性SiO2的含量,为废弃玻璃在混凝土中的循环使用和进一步优化提供试验与理论依据。研究的主要结论如下:1.废弃玻璃粉取代部分水泥制成水泥砂浆,随着废弃玻璃粉掺量的增加,水泥砂浆试件的抗压强度先增大后降低。正交试验结果显示:玻璃粉掺量为10%、水胶比为0.4、胶凝总量为450kg/m3时废弃玻璃粉水泥砂浆试件的抗压强度达到最大值。对废弃玻璃粉水泥砂浆试件进行极差、方差分析显示:影响抗压强度最显著的为玻璃粉掺量,其次为水胶比,而胶凝总量和玻璃粉的颜色对强度的影响很小。2.随着养护龄期的延长,废弃玻璃粉水泥砂浆试件的抗压强度增大,前28d抗压强度增长较快,28d后抗压强度增长逐渐变缓,说明废弃玻璃粉具有一定的活性、具有提高试件早期强度的特点。3.由热重实验结果可见:随着温度上升,在120-150摄氏度区间分解废弃玻璃粉水泥砂浆试件样品中的水分、在440-460摄氏度区间分解Ca（OH）2、在700-730摄氏度区间分解CaCO3;随着养护龄期的延长,掺加废弃玻璃粉的试件样品中Ca（OH）2分解量有降低的趋势,说明玻璃粉中的活性SiO2会消耗掉一部分水泥水化产物Ca（OH）2形成水化硅酸钙,从而热重图示中的Ca（OH）2分解量降低。4.废弃玻璃粉取代部分水泥、废弃玻璃砂取代部分标准砂分别制成水泥砂浆试块件,80度水浴条件下研究玻璃组分中的活性SiO2与砂浆中的碱是否存在潜在的碱-硅酸反应破坏。结果表明:在14d的标准养护条件下所有试件膨胀率均低于0.1%,所有试样均无开裂、变形、表面无胶状物渗出,证明不存在潜在的碱-硅酸膨胀破坏,;当80度水浴养护到56d后掺加30%的玻璃砂砂浆试块的膨胀率大于0.2%,可能存在潜在的碱-硅酸反应膨胀破坏的危害;通过SEM电镜扫描显示绿色玻璃表面平滑,白色玻璃表面空隙较多,证明白色玻璃试件相较于绿色玻璃试件更容易发生碱-硅酸反应膨胀破坏。5.废弃玻璃粉中活性SiO2的活性率Ka随着玻璃颗粒在球磨机中的研磨时间发生变化:研磨时间越长,粒度越细,玻璃粉中SiO2活性率Ka也越高,研磨2h后玻璃粉中SiO2活性率Ka增长缓慢,并逐渐趋于稳定;通过活性指数法研究绿色、白色、棕色三种玻璃粉水泥胶砂试件对砂浆强度的影响,养护7d后的三种颜色玻璃粉水泥胶砂的活性指数大小为分别为45.3%,28.9%,57.1%,养护28d后的三种颜色玻璃粉水泥胶砂的活性指数大小为分别为60.2%,43.6%,60.95%,证明三种颜色玻璃粉的活性大小为:棕色>绿色>白色。