题目：利用工业废渣制备混凝土膨胀剂的试验研究

在混凝土中添加膨胀剂可抵消各种原因引起的混凝土收缩，防止开裂，可配制补偿收缩和自应力混凝土，膨胀剂性能的独特性决定了其应用中一定程度的不可替代性。目前以钙矾石为膨胀源的硫铝酸钙类膨胀剂应用最广，但生产耗能大、成本高。本文结合钙矾石生成机理的研究，提出利用原料低廉的工业废渣-粉煤灰和磷石膏，基于水化物脱水相的制备技术，生产低成本、低能耗的硫铝酸钙类膨胀剂。通过对水化物脱水相膨胀性能影响因素的分析，确定了膨胀剂各原料的成分和生产工艺。通过单因素比较试验，进行膨胀剂不同配比的性能分析，寻求性能最佳的膨胀剂。通过设计试验方案，主要研究两种影响因子和三个影响水平：水化物的组成即设计b值(0、0.5、1)、水化物煅烧温度(400℃、500℃、850℃)，在其它影响因素相同时，单一考虑某一因素。在分析限制膨胀率实验数据时，进一步从膨胀落差、相对膨胀落差和补偿效率的角度研究膨胀剂的膨胀性能，得到以下规律和结论：首先，不同的b值的影响中，b值越小膨胀性越好；煅烧温度以500℃较为适宜，故最佳配比是b=0，煅烧温度为500℃。这样的条件下制备的膨胀剂DE0-500，在一定的范围内（8%-12%）随着掺量的增加，水泥胶砂的后期（7d-28d）限制膨胀率增大，膨胀落差减小,补偿效率提高。在掺量为12%，DE0-500能达到国家规范(JC476-2001)中混凝土膨胀剂物理性能的指标，适宜配制补偿收缩混凝土。其次，混凝土中加入制备的膨胀剂DE0-500和DE1-500后，试块的抗压强度在28d时已与不掺膨胀剂的普通混凝土试块十分接近，所以本试验制备的膨胀剂DE0-500和DE1-500与其它膨胀剂相比在后期强度上占有优势，具有膨胀率适中和后期强度损失小的特点，适合配制膨胀率要求较低、强度要求高的混凝土结构。最后，根据模糊数学综合评判的基本原理，评价混凝土膨胀剂效能的优劣，得知掺DE0-500和DE1-500膨胀组分的膨胀砂浆或混凝土的综合性能，相对普通砂浆或混凝土要好。本研究充分利用了粉煤灰和磷石膏制备混凝土膨胀剂，不但能降低生产成本，而且节能环保，符合循环经济的发展方向，为工业废渣的利用开辟了新途径，具有重要的研究意义。