煅燒炭質(zhì)頁(yè)巖作活性摻合材的研究.pdf_第1頁(yè)
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1、炭質(zhì)頁(yè)巖是含有大量分散的炭化有機(jī)質(zhì)的頁(yè)巖,是粘土巖的一種,與煤層共生,成分比較復(fù)雜,在我國(guó)西部地區(qū)廣泛分布。炭質(zhì)頁(yè)巖一直未得到有效的資源化利用,廢棄的炭質(zhì)頁(yè)巖不僅占用大量土地還易造成環(huán)境污染。本文針對(duì)炭質(zhì)頁(yè)巖為粘土類礦物以及燒粘土具有活性的特性,提出了將炭質(zhì)頁(yè)巖進(jìn)行煅燒,并將其用于活性摻合材的研究思路。
  本研究采用X射線衍射分析(XRD)、X射線熒光光譜分析(XRF)、熱重-差熱(TG-DTA)等微觀測(cè)試技術(shù),結(jié)合高溫電爐煅燒

2、分析研究炭質(zhì)頁(yè)巖的高溫分解過(guò)程以及活性產(chǎn)生區(qū)域,確定炭質(zhì)頁(yè)巖的最佳煅燒制度。研究不同煅燒制度下的煅燒炭質(zhì)頁(yè)巖用作活性摻合材,對(duì)水泥凈漿和砂漿性能的影響。同時(shí),將電解錳渣與炭質(zhì)頁(yè)巖混合后煅燒,利用電解錳渣中的硫酸鹽激發(fā)煅燒炭質(zhì)頁(yè)巖的活性,以及在石灰石存在的條件下,對(duì)能否生成類硫鋁酸鹽水泥性質(zhì)的膠凝材料做了研究。研究結(jié)果表明:炭質(zhì)頁(yè)巖中的主要礦物為石英、伊利石、綠泥石、鈣長(zhǎng)石等,主要化學(xué)成分為SiO2和Al2O3等;炭質(zhì)頁(yè)巖經(jīng)煅燒脫水分解溫

3、度為400~800℃,綠泥石在600℃基本上已經(jīng)完全分解,伊利石的分解溫度較寬,一直到900℃還有少量存在,綠泥石和伊利石分解之后沒(méi)有新的衍射峰出現(xiàn),說(shuō)明綠泥石和伊利石轉(zhuǎn)變成了無(wú)定形的SiO2和Al2O3,這就是炭質(zhì)頁(yè)巖經(jīng)煅燒之后具有活性的原因。炭質(zhì)頁(yè)巖的最佳煅燒制度,是以10℃/min升溫速度、在800℃煅燒、保溫0.5小時(shí)具有較高的活性,活性指數(shù)可達(dá)到84%,滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)活性摻合材火山灰活性的要求;煅燒溫度過(guò)高或過(guò)低對(duì)活性發(fā)展都不

4、利,保溫時(shí)間越長(zhǎng)活性越低。煅燒炭質(zhì)頁(yè)巖作為水泥混合材時(shí),煅燒炭質(zhì)頁(yè)巖的摻入對(duì)水泥的凝結(jié)時(shí)間影響較大,具有很好的緩凝作用,摻量越大,緩凝效果越明顯;在煅燒炭質(zhì)頁(yè)巖摻量為10%~40%時(shí),效果最好的是10%,隨著摻量的增加,水泥強(qiáng)度降低;綜合炭質(zhì)頁(yè)巖資源化利用最大化以及其對(duì)水泥性能的影響,以摻量為30%最佳,28d強(qiáng)度可達(dá)到51.83Mpa,是一種很好的混合材。煅燒炭質(zhì)頁(yè)巖作為活性摻合料時(shí),摻入量為0~30%時(shí),砂漿工作性能良好,水養(yǎng)比標(biāo)養(yǎng)

5、對(duì)火山灰活性發(fā)展有利;在不同摻量煅燒炭質(zhì)頁(yè)巖對(duì)砂漿性能的研究中,以摻量為30%最佳。利用電解錳渣對(duì)炭質(zhì)頁(yè)巖進(jìn)行改性的研究結(jié)果表明,不同配比的改性炭質(zhì)頁(yè)巖的活性不同。相同煅燒溫度下,G1的改性效果較好,改性炭質(zhì)頁(yè)巖的活性隨著配比中炭質(zhì)頁(yè)巖的含量減小而降低,說(shuō)明改性炭質(zhì)頁(yè)巖的活性主要由煅燒炭質(zhì)頁(yè)巖提供;而相同的配比下,800℃煅燒的效果最好。800℃煅燒配比為G1的改性效果最佳,活性指數(shù)能達(dá)到87%,滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)活性摻合材火山灰活性的要求

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