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碱激活渣各种碱催化剂的性能

D.V.S.P.拉杰什1,a Narender Reddy2,Venkata小红点3,m . Raghavendra4
m技术的学生,土木工程学系Bapatla工程学院,Bapatla,印度安得拉邦1
b技术的学生,土木工程学系Bapatla工程学院,Bapatla,印度安得拉邦2、4土木工程学系高级讲师,Bapatla工程学院,Bapatla,印度安得拉邦3
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文摘

现在需要满足可持续发展水泥行业一个重要的挑战。OPC负责生产的大约7%的worlda€Ÿ二氧化碳排放,导致温室效应的主要因素与全球变暖和气候变化,导致水泥的搜索环境更加可行的选择。这些代用材料之一是碱激活渣(AAS)地面粒状高炉矿渣使用部分替代水泥,还不如一个唯一的粘结剂生产的混凝土。整个这项研究的目的是调查的潜在碱活性渣作为唯一的粘合剂生产混凝土。alkali-activated渣混凝土的性能与硅酸钠、氢氧化钠、碳酸钠为催化剂使用4% Na2O(渣的重量)和4%的总重量熟石灰的固体粘合剂内容如果作为缓凝剂。工作的范围覆盖四个混合:正常OPC混合和三碱激活渣内容相同的粘结剂和水混合粘结剂比例。新鲜的具体属性研究设置时间和可加工性和抗压强度测量的工程性质研究1,7日,28天,以7抗拉强度,28天曲,冲剪强度相比于仅12天。AAS混凝土与不同活化剂调查发现实现良好的工作性与OPC可比。硅酸钠、氢氧化钠活化渣混合集非常快。原子吸收光谱法对养护混凝土更敏感,如果没有添加缓凝剂(熟石灰)。 Among AAS mix sodium silicate was the best; sodium carbonate was the second; and sodium hydroxide was third in terms of compressive, split tensile strengths and in terms of flexure strength and punching shear strength sodium hydroxide was best; sodium carbonate was second; sodium silicate (water glass) was third.

关键字

碱激活渣(AAS)混凝土地面粒状高炉矿渣、OPC、抗压强度、分裂抗拉强度、抗弯强度和冲剪强度。

介绍

硅酸盐水泥熟料煅烧石灰石和硅质材料制成,de-carbonation发生反应:
碳酸钙→曹+二氧化碳
二氧化碳的排放总量的水泥熟料生产每公斤0.53公斤脱碳的方解石,+ 0.33公斤从燃烧过程+ 0.12公斤的生成所需的电力,使共0.98公斤。因此,生产一吨水泥熟料生产,一个大约等量的二氧化碳释放到大气层(Davidovits, 1991)。世界水泥工业的贡献约7%的人为二氧化碳排放总量(1999年Malhotra)。这导致人们寻求更环保可行的替代硅酸盐水泥。这些替代材料之一是alkali-activated渣(AAS)、地面的粒状高炉矿渣(矿渣微粉)而不是部分替代水泥作为唯一的粘结剂在混凝土的生产。这将产生一个环保混凝土。矿渣水泥的使用优势由于其良好的胶结性能超过普通硅酸盐水泥(OPC)。各种研究调查方法提高矿渣的活性。激活的一个经济的方法是碱激活。要使用的碱金属在这个论文是硅酸钠(Na2SiO3),碳酸钠(Na2CO3)和氢氧化钠(氢氧化钠)。 There are many slag like granulated blast-furnace slag, electro thermal furnace phosphorous slag and steel slag but GGBS is generally used. Slag has latent hydraulic properties. If GGBS is placed in water alone, it dissolves to a small extent but a protective film deficient in Ca2+ is quickly formed, which inhibits further reaction. The reaction continues if the PH is kept sufficiently high. The pore solution of a Portland cement, which is essentially one of alkali hydroxides, is a suitable medium. The supply of K+ and Na+ ions is limited, but these ions are only partially taken up by the hydration products, and the presence of calcium hydroxide ensures that the supply of OH- ions is maintained. The slag can be similarly activated by OH- ions supplied in other ways such as addition of sodium hydroxide or silicate. Alkali activated slag is not a widely known and used construction material. Most of the research has been done at the material development stage dealing with paste and mortar specimens to study the material chemistry and microstructure. The scope of the work covers a normal strength OPC control mix, AAS mixes with the same binder content and the same w/b ratio. The AAS concrete comprise three mixes with slag as the sole binder activated with three alkalis sodium silicate, sodium carbonate and sodium hydroxide with a dosage of 4% Na2O. The normal water curing was used.

二世。材料

使用的材料在这个调查OPC、矿渣微粉、碱催化剂、精细和粗骨料。
答:水泥
普通硅酸盐水泥,符合的要求,12269年:1987年是本调查中使用。下面的化学性质是由制造商。
b .渣
地面粒状高炉矿渣(矿渣微粉)使用从Toshali获得水泥分公司,它符合BS: 6699 - 1992,化学性质是由制造商。
c .硅酸钠粉
粉状硅酸钠是用于调查。它有一个分子比率二氧化硅:Na2O (Ms) = 3.21 29.2%的二氧化硅和Na2O重量的9.1%。
d .碳酸钠
碳酸钠粉末。这几乎是99.5%的纯。粉是用来制造解决方案所需的剂量在水里。
e .氢氧化钠颗粒
氢氧化钠颗粒。这是97%的纯。丸是用于制造解决方案所需的剂量在水里。
f .水
蒸馏水可以在实验室中使用的调查。
g .聚合
中粒级砂和20毫米自然轮使用段砾石。聚合物的密度在不同条件下表3中给出。

三世。混合料配合比设计过程

混凝土混合料的配比是基于确定数量的配料,混合在一起,治愈正常会产生合理可行的混凝土具有良好的完成和达到硬化时所需的强度。这涉及到不同的变量的水灰比,所需的和易性衡量下滑和水泥含量和总比例。M30年级组合。混合料配合比设计是根据印度标准推荐的混凝土混合料配合比设计的方法是10262 - 1982。
混合比例和组合符号
混合的符号如下:
CM:普通硅酸盐水泥(OPC)控制混合w / c = 0.43。SS4:硅酸钠粉末激活矿渣混凝土混合物与Na2O内容渣的4%按重量w / c = 0.43。
SH4:钠hydroxide-activated矿渣混凝土混合物与Na2O内容渣的4%按重量w / c = 0.43。
SC4:钠carbonate-activated矿渣混凝土混合物与Na2O内容的4%按重量渣和w / c = 0.43。

四、可加工性

混凝土的和易性描述了同质性和易于混合,搬运、放置、压实和完成的混凝土(砂浆)。新浇混凝土的和易性或流变学是项传统上被用于混凝土技术接受所有必要的品质。衰退测试使用的测试。
a .结果和讨论
上面的表显示的结果可以与CM可行的混凝土,拥有相同的下滑低于AAS混凝土w / c比值。从上面的结果显示在表可以得出结论,硅酸钠激活矿渣混凝土的和易性= 1女士当没有添加石灰相比具有较高的可加工性的石灰浆混合水玻璃激活矿渣混凝土,由史与结果发表在协议et al .,(2006),他们还发现硅酸钠激活矿渣混凝土的和易性非常高,当模数在0.5和1.0之间。同样的硅酸钠模数相同的剂量,但重量的4%石灰矿渣导致损失的可加工性崩溃145毫米的下滑,这表明,由于添加石灰浆存在和易性的损失。这一发现是在协议与陈所做的功和廖,1992。碳酸钠激活渣还显示高和易性相比,控制混合。AAS混凝土中,氢氧化钠活化与添加熟石灰矿渣混凝土和易性较低,但类似的和易性控制混合。

诉设置时间

答:测试程序
测试是根据IS4031(第5部分)1988维卡软化点吗?年代的装置。装置由钢针的行为规定的重量下300 ?1 g穿透灰浆。渗透重复每10分钟,在样本区间控制温度下保存在一个室(20吗?2)oC和90%相对湿度。两个不同的针是用来确定最初的和最后的设置。初始设置针是一个气缸直径1.13的吗?0.05毫米。时记录的初凝时间是样品足够硬,这样针穿透更深层次不超过4 ?从底部1毫米。 The final set needle is a similar needle with an attachment that helps to identify when it penetrates the mortar to a depth of only 0.5 mm. The setting values are related to many variables such as cement composition and temperature and the typical data on setting of different types of cement are shown in Table below.
b .结果和讨论
在相同的w / c的混合比和粘结剂含量增加渣延长凝结时间。模数的水玻璃激活矿渣砂浆Na2O硅(Ms = 1)和4%剂量设定时间短的混合和Na2CO3激活矿渣砂浆表现出更长的设定时间(初始和最终)在AAS灰浆混合。显然,从上面的表添加熟石灰4%重量的渣延长最后硅酸钠激活渣的凝固时间50分钟。

VI。工程性质

混凝土的工程性质,包括抗压强度、分裂的抗拉强度、抗弯强度和冲剪不同的混凝土混合OPC和三个AAS混合不同的活化剂。养护条件的影响在不同的年龄。
答:抗压强度测试
抗压强度是一个重要的标准用来评估混凝土的质量。抗压强度是决定IS456:2000和两个样品进行了测试,7和28天,平均结果报告。
结果抗压强度
图1中可以看到,Na2SiO3 (SS4)剂量的4%按重量Na2O渣达到更高的抗压强度(31.09 MPa在水养护28天分别)相比,所有其他的混合。Na2CO3 (SC4)激活混凝土表现出第二高的抗压强度在28天(29.15 MPa)在alkali-activated混凝土混合。氢氧化钠(SH4)激活矿渣混凝土混合在28天抗压强度27.32 Mpa。
分割抗拉强度测试
分裂拉伸试验是一个简单的测试执行,相信它会导致直接抗拉强度值。中描述的测试执行是5816:1999,三个样本测试7岁和28天的水固化和平均值。
d .分裂抗拉强度
以上表中的结果表明,原子吸收光谱法中混凝土混合,SS4显示抗拉强度约为2.59 MPa的最高价值28天后跟SC4 (2.47 MPa)。SH4显示最小值(2.16 Mpa)。
大肠弯曲强度测试
混凝土的抗弯强度和根据I.S.9399:1979测量。样品150 x150x700毫米是为了执行抗弯强度试验和两个样本检测治疗12岁时的一天,平均报告。
f .结果抗弯强度
从上面的图我们可以观察到治疗效果在所有不同的混合。最高的挠曲强度是混凝土混合物所示,最低的挠曲强度表明Na2SiO3激活混凝土混合物(SS4)。几乎所有AAS混凝土抗弯强度与混凝土混合显示类似的值。AAS混凝土中氢氧化钠(SH4)显示高挠曲强度紧随其后Na2CO3激活渣混合(SC4)最后至少挠曲强度是由NaSiO3 (SS4)。
g .冲压剪切试验
找出微冲剪强度一系列测试的具体的标本进行了。三个圆形板每三个不同厚度„d ?投、治愈和加载失败。水泥混凝土混合比例:砂:砾石:水(按重量)1:1.34:2.88:0.43。骨料的最大尺寸是20毫米。样本的大小是400毫米,200毫米和标本的高度有关系的四分之一直径的标本。混合混凝土是由按代码规定和AAS混凝土混合物分别做不同的搅拌机BS 1881: 125:1986一部分。标本被固化到12天。下面的图形数据,显示不同的混凝土搅拌机的冲剪的变化在特定尺寸圆柱体试样。
h .结果冲剪
上述数据显示,不同的混凝土和不同大小的标本冲压剪切应力。在上面的图的具体比较AAS混凝土时给予更高的力量。图显示较低的尺寸样品给更高的力量相比较高的样本大小。所有这三个AAS混凝土氢氧化钠(SH4)给更高的力量当比较Na2CO3 Na2SiO3给很低的值。

结论

总体可以得出的结论是,原子吸收光谱法混凝土具有巨大的潜力和提出一个可行的替代OPC帮助减少对环境的影响而言,节约能源,减少二氧化碳排放。水玻璃激发矿渣混凝土集迅速与Na2O剂量越高导致更短的建立时间。设置时间可以通过添加熟石灰混合时间延长,从而增加最终凝结时间更多的初凝时间相比。所有这三种催化剂氢氧化钠是最好的;Na2CO3第二;Na2SiO3第三次弯曲和冲剪威扎吉钢铁厂渣成分测试。在抗压测试强度早期高增长率相比,传统的混凝土。在弯曲载荷与位移曲线测试结果,CM混合了高负荷能力但不延性SC4混合显示低负荷能力但非常高的延展性。几乎所有的原子吸收光谱法具体显示良好的延性比传统混凝土。所以AAS混凝土延性设计需要的地方使用即好。,地震多发地区。 In punching shear test, among all the AAS concrete mixes, NaOH gives higher punching strength when compared to the other two AAS mixes. Na2SiO3 gives the very less strength compare to all mixes.

表乍一看

表的图标 表的图标 表的图标 表的图标 表的图标
表1 表2 表3 表4 表5
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表6 表7 表8 表9

数据乍一看

图1 图2 图3 图4
图1 图2 图3 图4
图5 图6 图7 图8
图5 图6 图7 图8

引用

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