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硅灰石在建筑材料混凝土中影响的研究进展

作者: tom123 时间:2022-07-13 11:13:01 阅读:42

硅灰石是一种具有针状微观结构的偏硅酸钙矿物,可用于水泥基材料中,用于微增强脆性基质。研究了硅灰石颗粒在早期和硬化状态的水泥砂浆体系增韧和裂纹缓解中的作用。进行了详细的测试以量化硅灰石抑制早期塑性收缩开裂的能力,以及硬化水泥砂浆材料的断裂韧性。对这些混合系统的微观结构研究验证了这些硅灰石颗粒通过经典的增韧机制(如裂纹桥接、纤维拉出和断裂)在提高机械性能方面有重大贡献。

 

混凝土是需要强度、耐久性、抗渗性和耐磨性的材料。水泥是混凝土混合物中最昂贵的成分。制作混凝土既是一门艺术,也是一门科学。对于混凝土,每种用途都有一种配方,每种配方都有一种理想的矿物溶液、粘合剂和添加剂配方。我们是优质矿物和添加剂的长期供应商,为各种类型的混凝土和特种粘合剂的生产提供可靠且具有成本效益的解决方案。铝酸钙、天然火山灰和偏高岭土、膨胀珍珠岩、硅灰石、碳酸钙、骨料和沙子等成分都为生产商寻求的混凝土添加了它们自己的有用特性。 



许多材料已被尝试和测试作为混凝土中水泥的部分替代品,无论是任何制造过程的废物副产品还是丰富的矿物质。常用的部分替代水泥的材料有粉煤灰、粒状高炉矿渣(GGBFS)、硅灰、甘蔗渣、铸造灰、硅灰石、偏高岭土等。混凝土的一个重要问题是它的脆性(抗弯强度弱),而这种脆性可以通过在混凝土中提供纤维以增加其抗拉能力来降低。在这里,我们将广泛讨论硅灰石及其作为水泥或沙子的部分替代物对混凝土的各种影响。硅灰石矿山在拉贾斯坦邦、安得拉邦、泰米尔纳德邦和北阿坎德邦均有销售。2017年,印度是仅次于中国的第二大硅灰石生产国。硅灰石用作微纤维;因此,它们增加了混凝土的抗弯强度。它还可以减少干缩、磨损、吸水,并提高混凝土由于硫酸盐侵蚀而产生的耐久性。已经发现,硅灰石-粉煤灰和硅灰石-微二氧化硅组合在高替代水平下使混凝土致密,从而提高了混合物的强度和耐久性特性。当在混凝土中使用回收的废陶瓷骨料 (RWCA) 时,在 30% 的水泥被硅灰石替代时,强度和可加工性最大。已经发现,硅灰石-粉煤灰和硅灰石-微二氧化硅组合在高替代水平下使混凝土致密,从而提高了混合物的强度和耐久性特性。当在混凝土中使用回收的废陶瓷骨料 (RWCA) 时,在 30% 的水泥被硅灰石替代时,强度和可加工性最大。已经发现,硅灰石-粉煤灰和硅灰石-微二氧化硅组合在高替代水平下使混凝土致密,从而提高了混合物的强度和耐久性特性。当在混凝土中使用回收的废陶瓷骨料 (RWCA) 时,在 30% 的水泥被硅灰石替代时,强度和可加工性最大。



轻质混凝土是一种常见的建筑材料,用于建造坚固的承重墙、桥梁和下水道系统,其特点是松散体积密度低(低于 2000 Kg/m3)和高热声性能。它是由轻质骨料部分或全部替代混凝土中的骨料而产生的。 


膨胀珍珠岩是一种极好的轻质混凝土骨料,具有低于 1,200 Kg/m3 的低密度和出色的隔热隔音性能。


以英国化学家和矿物学家威廉·海德·沃拉斯顿(William Hyde Wollaston)的名字命名,以表彰他对晶体学和矿物分析的贡献,硅灰石是一种具有高纵横比的天然矿物,可用作混凝土中的纤维增强材料。其硅酸钙成分使其能够与水泥基体发生化学键合,从而提供卓越的强度和抗裂性。当与上述天然火山灰结合使用时,它还具有协同作用,可提高混凝土的强度和耐久性。


我们的硅灰石产品可提高早期强度,减少微裂纹,增加弯曲和压缩强度,提供卓越的延展性和断裂韧性,提供更大的抗收缩性,非常适合延长粗纤维和纺织品,易于混合,是可持续的替代品/微观上的增强,是天然存在的,安全的矿物添加剂。 



硅灰石纤维对水泥浆力学性能的影响

测试了不同硅灰石纤维含量的水泥浆体的抗压强度、抗弯强度和冲击强度,测试结果如图7-9所示。图7中的数据表明水泥石的抗压强度随着养护时间的延长而增加。养护1天后,8%硅灰石纤维水泥浆体的抗压强度比纯水泥浆体高26.4%。养护28天后,添加2%、4%、6%、8%的硅灰石纤维,水泥石的抗压强度比纯试样分别提高了5.6%、10.3%、17.8%、22% , 分别。硅灰石纤维可以提高水泥浆体的抗压强度和水泥环抵抗外荷载的能力。

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图8显示了硅灰石纤维水泥样品的抗弯强度评估结果。从评价结果可以看出,硅灰石纤维能显着提高水泥浆体的抗弯强度。随着养护龄期的增加,水泥石的抗弯强度增加。当硅灰石纤维含量为6%时,水泥试样的抗弯强度增加最为明显,养护1天和28天后,与纯试样相比分别提高了约30.2%和23.2%。

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图9给出了不同养护龄期硅灰石纤维水泥石冲击强度的试验结果。硅灰石纤维可以提高水泥石的冲击强度,与常规纤维一样。硅灰石纤维提高了水泥石的破碎吸收能。随着固化时间的延长,试样的冲击强度增加。养护1天后,硅灰石纤维水泥试样的冲击强度比纯试样高17.2%。固化28天后,2%、4%、6%、8%硅灰石纤维的冲击强度分别提高了9.1%、14%、21.5%、12.9%。当硅灰石纤维含量为6%时,水泥试样的冲击强度发展最好,

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结论:

硅灰石纤维分散在水泥浆中,通过架桥和拔出行为提高水泥浆的力学性能。

硅灰石纤维可以提高水泥浆体的抗压强度、抗弯强度和冲击强度,但纤维过多不利于水泥浆体抗弯强度和冲击强度的发展。



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