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高性能混凝土是混凝土发展的必然方向,它为今后水泥和混凝土工业的可持续发展提供了一条有效的途径,混凝土的高性能化是通过掺入其他组分来实现的。复合胶凝材料的掺加不仅可以改进混凝土的性能,而且可以减少水泥用量,利用固体废弃物达到环境保护和建筑业可持续发展的道路;纳米材料的使用为混凝土发展又开拓了一条崭新的道路。
本文通过对粉煤灰、矿粉等固体废弃物和纳米材料的综合分析,确定以此两种固体废弃物为主要成分配制复合胶凝材料,然后再与纳米材料复配配制混凝土。根据粉煤灰、矿粉的性质选择合适的天然矿物和活化剂使利用复合胶凝材料的复合效应达到最优。
本文通过对粉煤灰、矿粉、天然矿物、活化剂等的双掺、三掺、四掺等试验确定复合胶凝材料各成分的配比,并利用纳米材料和减水剂的性质决定将纳米材料先加入减水剂中充分分散,进而确定纳米材料的最佳掺量。优化了由复合胶凝材料和纳米材料复配制得的混凝土的颗粒级配,使其工作性能、力学性能都优于基准混凝土。
本文通过钢筋锈蚀试验、氯离子渗透试验、硫酸盐侵蚀试验、扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热法(DSC)分别对复配的混凝土试块和净浆试块进行测试,对复配混凝土抗钢筋侵蚀、抗氯离子渗透、抗硫酸盐侵蚀等性能的提高,复配净浆SEM、DSC测试的机理进行分析,阐述了复配混凝土的微观结果及其发展过程,耐久性改善的微观解释,说明复合胶凝材料和纳米材料复配对混凝土有一定的改性作用,其性能优于基准混凝土。
本文将工业废渣和纳米材料复配应用于建筑材料,不仅可以提高建筑材料的性能,改善建筑材料的耐久性,而且解决了部分环境污染的问题,扩大建筑材料的种类和使用范围。所以本课题具有较好的社会效益、经济效益和环境效益。