珍珠岩粉改善砂浆和混凝土性能研究

      水泥工业作为重污染工业,在能耗大、废弃气体排放方面依然有待研究。本文主要以珍珠岩粉(PP)作为矿物掺合料,在砂浆中使用PP等体积替换部分水泥对砂浆性能研究,进一步探究聚丙烯纤维(PPF)对PP混凝土性能的影响。主要包括PP对砂浆工作性、力学性能、耐高温性能、耐久性能的研究,并研究了水膜厚度在PP砂浆中的作用,探索PPF对PP混凝土的力学性能以及耐久性能。

     通过以上试验,经过分析数据,得出以下结论:

1.砂浆的扩展度、过筛率、填充密度和水膜厚度会随PP掺入量的增加而减小。同时,随着PP掺量的上升,屈服应力逐渐增大而塑性粘度先增加后下降。

2.砂浆的抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度都会出现随着PP的掺量的增加先增大后减少。在PP掺量为10%时,PP砂浆力学性能最好。同时,一定量的PP作为水泥替代物能够改善砂浆的显微结构与水化产物。

3.高温使砂浆的力学性能发生了显著变化。砂浆抗压强度随着温度的增加而下降。掺入一定量的PP作为水泥替代物能够提高砂浆的耐高温性能,其中掺入量为10%时最为适宜。

4.砂浆在28d自收缩率可达最终缩量的77.81%,在56d自收缩完成最终收缩量的92.18%-95.61%。随着PP掺量的增加,砂浆试样单位凝胶材料收缩量先增加后下降。在PP掺量为10%时,自收缩最大。在砂浆耐水性能方面,掺入PP能提高砂浆的耐水性能。砂浆的空隙率随着PP掺量的增加,先下降后增加。在PP掺量为10%时,空隙率最小。砂浆的碳化深度随PP掺量的增加先增后减。对砂浆碳化深度结果进行回归分析,回归曲线的趋势大致相同并符合经验公式Z=At B。

5.掺入PP能够提高混凝土的耐水性能和增加混凝土的电阻率。而PPF可以提高混凝土的耐水性能但是降低混凝土的电阻率。

6.PP对混凝土力学性能有先增加后下降的影响。而PPF对混凝土的抗压强度影响不大,对抗折强度有一定影响,可提高抗拉强度。在复掺PP和PPF时,在二者共同的用下,使混凝土的抗折强度与劈裂抗拉强度有所提高,且PP掺量为5%、PPF掺量为0.15%时,效果最好。PP和PPF对混凝土动力性能有促进作用。相对于PP对混凝土的动态破坏强度提高作用,PPF的提高作用更明显。掺入PP能够改善混凝土水化产物,使结构更密实。但是过多的PP的掺入,对混凝土的结构密实度有劣化作用。而掺入一定量的PPF,可以改善混凝土内部结构,使其内部更加紧密。

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