鋰渣摻和料對(duì)混凝土耐久性影響的試驗(yàn)研究.pdf

1、鋰渣是工業(yè)生產(chǎn)碳酸鋰而產(chǎn)生的廢渣，來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉，化學(xué)成分與水泥相似，具有很好的火山灰活性。鋰渣代替水泥制備混凝土，不但能綜合利用工業(yè)廢渣，減小鋰渣的環(huán)境污染，也能夠增進(jìn)綠色混凝土和環(huán)境友好型社會(huì)的發(fā)展。同時(shí)，隨著社會(huì)迅速發(fā)展，環(huán)境日益惡化，建筑材料和建筑結(jié)構(gòu)的性能逐漸衰退和劣化，常常造成混凝土結(jié)構(gòu)耐久性不足、結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重而不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。于是，不少學(xué)者積極地關(guān)注和重視相關(guān)混凝土的耐久性方面。為了探尋鋰渣在混凝土中的優(yōu)勢(shì)，本文開(kāi)展

2、鋰渣作為摻和料對(duì)混凝土耐久性能方面的影響研究。根據(jù)試驗(yàn)的論證與分析，本文完成了如下工作：
　　1.通過(guò)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，采用正交分析法與效應(yīng)計(jì)算分析法，研究了水膠比、鋰渣摻量和細(xì)度對(duì)鋰渣混凝土抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律，確定了鋰渣混凝土的最優(yōu)配比和鋰渣摻合料的最優(yōu)摻量。結(jié)果顯示：各因素對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度影響的次序?yàn)樗z比>鋰渣摻量>鋰渣細(xì)度；鋰渣混凝土的初期抗壓強(qiáng)度基本上小于普通混凝土或與其相當(dāng)，而后期抗壓強(qiáng)度總體上都大于普通混凝土。鋰渣混凝土

3、的最優(yōu)配比為：水膠比0.342，鋰渣摻量20%，鋰渣細(xì)度7.5%；鋰渣摻合料的最優(yōu)摻量為：20%。
　　2.結(jié)合現(xiàn)有混凝土強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型，采用SPSS逐步回歸分析法和非線(xiàn)性回歸方法，建立鋰渣混凝土抗壓強(qiáng)度的預(yù)測(cè)模型；依據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定出鋰渣混凝土抗壓強(qiáng)度的最佳預(yù)測(cè)模型。結(jié)果表明：5個(gè)建議模型的精確度均較高，均能預(yù)測(cè)鋰渣混凝土的抗壓強(qiáng)度。經(jīng)均方根誤差、平均絕對(duì)誤差和平均絕對(duì)百分比誤差以及模型R2值指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)后，以水泥強(qiáng)度、膠水比、

4、鋰渣摻量、減水劑摻量為自變量的非線(xiàn)性回歸方程被確定為鋰渣混凝土抗壓強(qiáng)度的最佳預(yù)測(cè)模型。
　　3.采用水和鹽溶液兩種凍融介質(zhì)，0、20%和40%三種鋰渣摻量，分別討論鋰渣摻量和凍融環(huán)境對(duì)混凝土抗凍性的影響，研究?jī)鋈谇闆r下鋰渣混凝土的質(zhì)量、動(dòng)彈性模量和抗壓強(qiáng)度的變化規(guī)律。結(jié)合掃描電鏡試驗(yàn)對(duì)凍融循環(huán)作用下不同鋰渣摻量混凝土進(jìn)行微觀分析。結(jié)果表明：凍融循環(huán)作用下，混凝土中摻入鋰渣對(duì)其質(zhì)量變化和相對(duì)動(dòng)彈性模量有較大影響，鋰渣摻量越大，外觀損

5、傷越嚴(yán)重，抗凍性越差。鹽溶液與凍融的耦合作用會(huì)加速混凝土剝蝕和凍融損傷，鋰渣混凝土的抗鹽凍性低于其抗水凍性，普通混凝土的抗水凍性?xún)?yōu)于抗鹽凍性?；炷林袚饺脘囋鼘?duì)凍融作用下的混凝土抗壓強(qiáng)度也有一定的影響，鋰渣摻量不宜大于40%；在長(zhǎng)期的凍融循環(huán)作用下，鋰渣摻量20%的混凝土抗壓強(qiáng)度最佳，其強(qiáng)度大于普通混凝土；當(dāng)鋰渣摻量超過(guò)20%時(shí)，鋰渣混凝土抗壓強(qiáng)度減小并小于普通混凝土。鹽溶液中凍融作用下混凝土的抗壓強(qiáng)度低于混凝土在水凍融作用下的抗壓強(qiáng)度

6、。
　　4.采用0、20%和40%三種鋰渣摻量，討論鋰渣摻量和碳化時(shí)間對(duì)混凝土抗碳化性能的影響，研究混凝土的質(zhì)量、動(dòng)彈性模量、劈裂抗拉強(qiáng)度和中性化深度的變化規(guī)律；結(jié)合掃描電鏡試驗(yàn)對(duì)碳化作用下不同鋰渣摻量混凝土進(jìn)行微觀分析。結(jié)果表明：鋰渣摻入混凝土中，混凝土的碳化深度會(huì)隨鋰渣摻量的增加而增大。但鋰渣摻量40%的混凝土28d碳化深度為7.38mm，也遠(yuǎn)小于一般結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼筋混凝土的保護(hù)層厚度，所以鋰渣混凝土具有一定的抗碳化性。在抗碳化

7、性能要求嚴(yán)格的工程中，鋰渣摻量不宜過(guò)大，應(yīng)小于40%。在相同碳化齡期下，鋰渣摻量越大混凝土的劈拉強(qiáng)度損失率越大；但在碳化前后，鋰渣混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度均優(yōu)于普通混凝土。碳化時(shí)間對(duì)混凝土的碳化深度有一定的影響，普通混凝土和鋰渣混凝土的碳化深度在碳化初期和中期均呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，在碳化后期混凝土的碳化深度都會(huì)逐漸趨于穩(wěn)定。
　　5.參考江西酸雨的特征，配制不同pH值、不同SO42-濃度的模擬酸雨，采用室內(nèi)干濕循環(huán)的噴淋方式模擬酸雨腐蝕試驗(yàn)，

8、并且考慮0、20%和40%三種鋰渣摻量，分別討論鋰渣摻量、酸雨P(guān)H值和SO42-的濃度對(duì)混凝土耐酸蝕性能的影響，研究鋰渣混凝土的外觀、質(zhì)量、抗壓強(qiáng)度及中性化深度的變化規(guī)律；結(jié)合掃描電鏡試驗(yàn)對(duì)模擬酸雨腐蝕環(huán)境下不同鋰渣摻量的混凝土試件進(jìn)行微觀分析。結(jié)果表明：在同種模擬酸雨溶液侵蝕條件下，混凝土中摻入鋰渣能減輕混凝土的外觀損傷，減小了混凝土的質(zhì)量損失率?；炷林袚饺脘囋?，在一定程度上可以改善酸雨腐蝕后混凝土的抗壓強(qiáng)度；鋰渣摻量越大，混凝土的

9、抗壓強(qiáng)度損失率越小。其中，酸雨腐蝕后的鋰渣混凝土強(qiáng)度均大于同種酸雨腐蝕條件下普通混凝土的抗壓強(qiáng)度。鋰渣的摻入增大了混凝土的中性化深度，鋰渣摻量越大混凝土的中性化深度越大，但酸雨腐蝕后期鋰渣混凝土的中性化深度發(fā)展穩(wěn)定；其中鋰渣混凝土最大的中性化深度為2.25mm，遠(yuǎn)小于鋼筋混凝土的保護(hù)層厚度。當(dāng)酸雨的SO42-離子濃度固定、PH越小時(shí)，或者酸雨的PH值固定，SO42-離子濃度越大時(shí)，鋰渣混凝土試件的質(zhì)量損失越嚴(yán)重、混凝土抗壓強(qiáng)度損失率和中