采石场粉尘粒径对混凝土微观结构与力学性能的影响研究

《Scientific Reports》：Effect of quarry dust particle sizes on the mechanical and microstructural properties of concrete

　　

摘要

由于建筑环境中过度开采和消耗，天然河沙正日益匮乏，并对环境造成危害。采石场粉尘通过碎石获得，常被当作废弃物处理，但可用于替代混凝土中的天然河沙。本研究重点考察采石场粉尘粒径对混凝土微观结构和力学性能的影响。本研究考察通过筛分获得的采石场粉尘不同粒径级配（筛孔尺寸为2.36 mm、1.18 mm、600 μm、300 μm和150 μm）对混凝土力学和微观结构性能的影响。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）研究试样的微观特性。还进行了一些初步测试，包括不同粒径提取和比重测定。本研究还测试了混凝土的强度，以观察其在7天、14天和28天不同养护时间下的表现。结果表明，粒径为600 μm的采石场粉尘产生了最高的抗压强度和干密度，表明颗粒堆积更好且粘结性能更优。微观结构测试也证实该样品中存在水化相关化合物和更致密的内部结构。本研究表明，采石场粉尘是天然河沙的可持续替代品，其粒径显著影响混凝土的强度和内部结构。