活性氧化鎂制備及鎂基水泥膨脹性能研究.pdf

1、普通硅酸鹽水泥工業(yè)中存在“三高”現(xiàn)象——高排放、高能耗、高污染,一直是傳統(tǒng)水泥行業(yè)無(wú)法回避和亟待解決的問(wèn)題。近年來(lái)出現(xiàn)的利用高活性氧化鎂制備的鎂基水泥具有煅燒溫度低、能耗小、CO2排放少等優(yōu)點(diǎn),可能成為普通硅酸鹽水泥的替代材料。然而,氧化鎂水化速度較慢,氧化鎂在水泥基材料引發(fā)的膨脹問(wèn)題,是鎂基水泥的關(guān)注焦點(diǎn)。本論文利用菱鎂礦煅燒制備的高活性氧化鎂,與粉煤灰、普通硅酸鹽水泥按一定比例混合制得鎂基水泥,探討不同養(yǎng)護(hù)條件對(duì)鎂基水泥膨脹性能的影

2、響,通過(guò)蒸壓養(yǎng)護(hù)加速水泥水化,優(yōu)化水泥配方,并得出合適的壓蒸條件來(lái)評(píng)價(jià)鎂基水泥的安定性。本論文的主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　1、活性氧化鎂的制備及活性評(píng)價(jià)研究
　　在自制的回轉(zhuǎn)加熱爐中,開(kāi)展了菱鎂礦低溫焙燒制備活性氧化鎂的實(shí)驗(yàn),考察了不同焙燒溫度、不同保溫時(shí)間對(duì)氧化鎂活性的影響。結(jié)果表明,菱鎂礦的分解率隨著焙燒保溫時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。而氧化鎂的活度值隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低。當(dāng)焙燒溫度為700℃、保溫時(shí)間為1 h時(shí)活性氧化鎂活

3、度值最高,但是這個(gè)條件下菱鎂礦分解率過(guò)低,綜合考慮菱鎂礦分解率和氧化鎂的活度值,在使用的回轉(zhuǎn)爐的設(shè)備中,焙燒溫度750℃、保溫1h制備的氧化鎂能夠滿足實(shí)驗(yàn)要求。
　　2、三種不同養(yǎng)護(hù)制度下鎂基水泥強(qiáng)度形成規(guī)律的研究
　　在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、蒸壓養(yǎng)護(hù)和碳化養(yǎng)護(hù)三種不同養(yǎng)護(hù)制度下,對(duì)典型配比下鎂基水泥進(jìn)行對(duì)比養(yǎng)護(hù)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)方式下,主要礦物組成為 CSH凝膠、氫氧化鈣和疏松的氫氧化鎂,養(yǎng)護(hù)60 d后膨脹率為0.56％,

4、抗壓強(qiáng)度為27.9 MPa;在碳化養(yǎng)護(hù)方式下,主要礦物組成為碳酸鎂和碳酸鈣,碳化60 d后膨脹率為0.38％,抗壓強(qiáng)度為55.4 MPa;在蒸壓養(yǎng)護(hù)方式下,主要礦物組成為 CSH凝膠、托勃莫來(lái)石和氫氧化鎂,180℃養(yǎng)護(hù)8 h后膨脹率為2.12％,抗壓強(qiáng)度為37.0 MPa。
　　標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)和碳化養(yǎng)護(hù)方式下活性氧化鎂的反應(yīng)速率過(guò)慢,蒸壓養(yǎng)護(hù)能夠加速鎂基水泥中活性氧化鎂的水化過(guò)程,能夠在一定程度上作為評(píng)定鎂基水泥安定性標(biāo)準(zhǔn)。3、在蒸壓養(yǎng)

5、護(hù)條件下鎂基水泥的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究。
　　在一定蒸壓養(yǎng)護(hù)條件下,改變氧化鎂和粉煤灰的摻量,探討鎂基水泥膨脹性能的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著活性氧化鎂摻量的增加,鎂基水泥的膨脹率逐漸增加;隨著粉煤灰摻量的增加,鎂基水泥的膨脹得到了一定的抑制,當(dāng)粉煤灰摻量達(dá)到30％,效果最好。
　　在一定的活性氧化鎂和粉煤灰摻量的條件下,研究了蒸壓制度對(duì)鎂基水泥膨脹性能的影響。結(jié)果表明:隨著蒸壓溫度的升高,鎂基水泥膨脹率呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì),而

6、鎂基水泥的強(qiáng)度變化規(guī)律正好相反。隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng),鎂基水泥膨脹率呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)。因此,保溫時(shí)間對(duì)鎂基水泥膨脹性能的影響規(guī)律和蒸壓溫度的影響規(guī)律類似。
　　研究了在活性氧化鎂和水泥同摻量下,養(yǎng)護(hù)制度對(duì)活性氧化鎂水化率影響的規(guī)律。結(jié)果表明,活性氧化鎂的水化率隨著蒸壓養(yǎng)護(hù)溫度提高而逐漸增大。
　　本文開(kāi)展了利用回轉(zhuǎn)加熱爐煅燒菱鎂礦制備活性氧化鎂的試驗(yàn)研究,探討了蒸壓制度對(duì)鎂基水泥力學(xué)性能、膨脹率性能的影響,確定了合適的壓