鉻渣綠色混凝土的制備與性能研究.pdf

1、鉻渣是冶金行業(yè)常見(jiàn)的一種廢渣，其中含有六價(jià)鉻時(shí)，會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生毒性。鉻渣大量堆積又得不到無(wú)害化或減害化處理會(huì)導(dǎo)致大氣污染，地表水污染，地下水污染和生態(tài)系統(tǒng)退化等問(wèn)題。為了推進(jìn)鉻渣規(guī)模化綜合利用，本文的研究是在對(duì)鉻渣進(jìn)行無(wú)害化評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，將其作為原料應(yīng)用于水泥混凝土中，這樣既可以有效利用鉻渣有價(jià)值的物理力學(xué)性能，也有利于節(jié)約寶貴的自然資源。
　　本文結(jié)合三類(lèi)鉻渣的物理、化學(xué)和結(jié)構(gòu)特征，分別以微鉻渣粉作為摻合料，以水淬鉻渣和硅鉻渣作為

2、細(xì)集料和以高碳鉻渣作為粗集料來(lái)配制混凝土，研究該混凝土的物理力學(xué)性能，并檢測(cè)和評(píng)價(jià)鉻離子在水泥混凝土中固化效果。重點(diǎn)分析了不同摻量微鉻渣粉對(duì)水泥的物理性能、水化過(guò)程、水化產(chǎn)物種類(lèi)以及水泥水化后力學(xué)性能的影響，研究了各種鉻渣混凝土的力學(xué)性能、抗氯離子滲透性能、抗凍融性能、抗碳化性能和微觀結(jié)構(gòu)與普通混凝土的差異。針對(duì)鉻渣帶來(lái)的性能問(wèn)題，采用復(fù)摻硅灰或天然河砂的方式改善鉻渣混凝土的力學(xué)性能與耐久性能。采用XRD、SEM和顯微硬度等技術(shù)方法測(cè)試

3、各種鉻渣混凝土的硬化漿體與集料界面過(guò)渡區(qū)的變化。實(shí)驗(yàn)研究表明：
　?。?）隨著微鉻渣粉摻量的增加，微鉻渣水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量逐漸減小，水泥初凝和終凝時(shí)間也逐漸延長(zhǎng)，試塊體積膨脹率不斷增加，但即使摻量達(dá)50％，其膨脹率僅為0.22%，低于有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)0.5%的膨脹率限制，說(shuō)明其體積安定性合格。微鉻渣粉的摻入降低水泥凈漿的早期強(qiáng)度同時(shí)也減少了水泥水化的總放熱量，但后期強(qiáng)度增進(jìn)率較普通水泥要大。摻量40wt%微鉻渣粉水泥凈漿在0-7d表面浸

4、出濃度為0.015 mg/L，遠(yuǎn)低于世界衛(wèi)生組織規(guī)定飲用水中鉻離子的最高允許濃度0.05mg/L。
　?。?）復(fù)摻硅灰可以改善微鉻渣粉混凝土的顯微結(jié)構(gòu)和耐久性能以及提高其力學(xué)性能和界面過(guò)渡區(qū)顯微硬度。隨著復(fù)摻硅灰摻量的增加，微鉻渣粉混凝土的抗氯離子滲透性能和抗凍融性能逐漸增強(qiáng)，復(fù)摻5wt%的硅灰在提高微鉻渣粉混凝土抗碳化性能最佳，復(fù)摻10wt%硅灰在提高微鉻渣粉混凝土7d和28d的抗壓強(qiáng)度最佳。
　　（3）硅鉻渣和水淬鉻渣是

5、一種具有一定活性的集料，在混凝土中可以提高界面過(guò)渡區(qū)的強(qiáng)度。硅鉻渣砂漿和水淬鉻渣砂漿試樣后期強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，水化28d時(shí)抗壓強(qiáng)度分別為56.2MPa和51.8MPa，且硅鉻渣砂漿強(qiáng)度甚至高于天然河砂砂漿試樣高。試樣浸泡0-14d的鉻離子表面浸出濃度分別為0.042 mg/L和0.033 mg/L。
　?。?）硅鉻渣和水淬鉻渣作為細(xì)集料可以有效提高混凝土的力學(xué)性能、抗氯離子滲透性能、抗凍融性能和抗碳化性能。摻入一定量的天然河砂后，可以

6、進(jìn)一步改善硅鉻渣和水淬鉻渣混凝土力學(xué)性能，且硅鉻渣和水淬鉻渣作為細(xì)集料優(yōu)選摻量為60-80wt%。
　?。?）高碳鉻渣作為粗集料配制的混凝土養(yǎng)護(hù)28d的抗壓強(qiáng)度與普通碎石混凝土基本一致。由于高碳鉻渣是表面多孔，其孔隙率要比普通碎石高，為外界介質(zhì)進(jìn)入混凝土內(nèi)部提供了滲透通道導(dǎo)致高碳鉻渣混凝土抗氯離子滲透性能、抗凍融性能比普通碎石混凝土的性能略差。
　　（6）根據(jù)本文配合比設(shè)計(jì)的多種鉻渣復(fù)合混凝土的早期強(qiáng)度較普通混凝土低，但養(yǎng)護(hù)