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)常見的一種廢渣，其中含有六價鉻時，會對人體產(chǎn)生毒性。鉻渣大量堆積又得不到無害化或減害化處理會導致大氣污染，地表水污染，地下水污染和生態(tài)系統(tǒng)退化等問題。為了推進鉻渣規(guī)?；C合利用，本文的研究是在對鉻渣進行無害化評價的基礎上，將其作為原料應用于水泥混凝土中，這樣既可以有效利用鉻渣有價值的物理力學性能，也有利于節(jié)約寶貴的自然資源。
　　本文結合三類鉻渣的物理、化學和結構特征，分別以微鉻渣粉作為摻合料，以水淬鉻渣和硅鉻渣作為

2、細集料和以高碳鉻渣作為粗集料來配制混凝土，研究該混凝土的物理力學性能，并檢測和評價鉻離子在水泥混凝土中固化效果。重點分析了不同摻量微鉻渣粉對水泥的物理性能、水化過程、水化產(chǎn)物種類以及水泥水化后力學性能的影響，研究了各種鉻渣混凝土的力學性能、抗氯離子滲透性能、抗凍融性能、抗碳化性能和微觀結構與普通混凝土的差異。針對鉻渣帶來的性能問題，采用復摻硅灰或天然河砂的方式改善鉻渣混凝土的力學性能與耐久性能。采用XRD、SEM和顯微硬度等技術方法測試

3、各種鉻渣混凝土的硬化漿體與集料界面過渡區(qū)的變化。實驗研究表明：
　　（1）隨著微鉻渣粉摻量的增加，微鉻渣水泥的標準稠度用水量逐漸減小，水泥初凝和終凝時間也逐漸延長，試塊體積膨脹率不斷增加，但即使摻量達50％，其膨脹率僅為0.22%，低于有關標準0.5%的膨脹率限制，說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度同時也減少了水泥水化的總放熱量，但后期強度增進率較普通水泥要大。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。
　?。?）復摻硅灰可以改善微鉻渣粉混凝土的顯微結構和耐久性能以及提高其力學性能和界面過渡區(qū)顯微硬度。隨著復摻硅灰摻量的增加，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，復摻5wt%的硅灰在提高微鉻渣粉混凝土抗碳化性能最佳，復摻10wt%硅灰在提高微鉻渣粉混凝土7d和28d的抗壓強度最佳。
　　（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渡區(qū)的強度。硅鉻渣砂漿和水淬鉻渣砂漿試樣后期強度增長較快，水化28d時抗壓強度分別為56.2MPa和51.8MPa，且硅鉻渣砂漿強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集料可以有效提高混凝土的力學性能、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、進一步改善硅鉻渣和水淬鉻渣混凝土力學性能，且硅鉻渣和水淬鉻渣作為細集料優(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28d的抗壓強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，為外界介質進入混凝土內(nèi)部提供了滲透通道導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)本文配合比設計的多種鉻渣復合混凝土的早期強度較普通混凝土低，但養(yǎng)護