堿激發(fā)粘土質(zhì)工業(yè)廢渣生產(chǎn)建筑膠凝材料的研究.pdf

1、混凝土作為最重要的建筑材料，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，但作為混凝土主要原材料的膠凝材料，卻面臨著新的挑戰(zhàn)。硅酸鹽水泥雖然具有原料來(lái)源廣、生產(chǎn)技術(shù)成熟的優(yōu)點(diǎn)，但存在消耗自然資源大、能耗高、污染環(huán)境等缺點(diǎn)。有必要探索與環(huán)境相協(xié)調(diào)的新型膠凝材料。 本文在分析了煤矸石和粉煤灰性質(zhì)的基礎(chǔ)上，以煤矸石、粉煤灰等粘土質(zhì)固體廢棄物為主要原料，通過(guò)一價(jià)金屬的堿和鹽，與二價(jià)金屬的鈣鹽聯(lián)合激發(fā)，研制出一系列具有膠凝特性的新型膠凝材料及其衍生制品；通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分

2、析，驗(yàn)證了其具有較高的強(qiáng)度和較好的耐久性； 通過(guò)原料選擇、工藝流程和工藝參數(shù)選擇等試驗(yàn)，對(duì)這類材料的一些實(shí)際生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了探討；探索該膠凝體系在普通建筑工程和海洋工程中應(yīng)用的可行性；最后，利用X射線衍射儀和掃描電子顯微鏡等設(shè)備，對(duì)該膠凝體系的水化過(guò)程、水化產(chǎn)物及顯微形態(tài)進(jìn)行了分析和研究，探討了堿激發(fā)水泥－煤矸石(粉煤灰)膠凝材料的水化硬化規(guī)律及機(jī)理。通過(guò)本文的研究，可以得到如下結(jié)論： (1) 僅靠堿性激發(fā)劑來(lái)激發(fā)燒

3、粘土獲得的膠砂強(qiáng)度不高，實(shí)用價(jià)值不大。摻入硅酸鹽水泥可以顯著提高激發(fā)效果。在堿性激發(fā)劑的激發(fā)下，可以實(shí)現(xiàn)35％的熟料、65％的煤矸石生產(chǎn)32.5級(jí)水泥；50％~60％的熟料、40~50％的粉煤灰可以生產(chǎn)42.5級(jí)水泥。由此可以節(jié)約水泥生產(chǎn)的資源和能源，而且更有利于環(huán)境的改善，對(duì)水泥工業(yè)持續(xù)發(fā)展具有重大意義。 (2) 在堿激發(fā)水泥－粉煤灰體系試驗(yàn)中，通過(guò)正交試驗(yàn)分析了水泥與粉煤灰兩種基質(zhì)材料在不同物質(zhì)組分配比、不同激活劑及加量、不

4、同水灰對(duì)堿激發(fā)膠凝材料的影響，總結(jié)了最佳配比：粉煤灰40％、水泥為54.8％、激發(fā)劑-1為1.2％、激發(fā)劑-2為4％。用此配制的混凝土和易性能滿足施工的要求，28天強(qiáng)度值與等量水泥的混凝土相當(dāng)。 (3) 在堿激發(fā)水泥－煅燒煤矸石體系試驗(yàn)中，首先分析了煤矸石的物理化學(xué)性質(zhì)，結(jié)果顯示兩種煤矸石（產(chǎn)地為淄博和龍口）在600℃煅燒2 小時(shí)活性最高。選用35％硅酸鹽水泥和65％煅燒煤矸石，通過(guò)分析不同的NaOH / Na2SiO3比，比不

5、同量的堿激發(fā)劑以及減水劑的影響，得出結(jié)論32.5 級(jí)堿激發(fā)水泥－煅燒煤矸石水泥的配比為：35％的硅酸鹽水泥、65％煅燒煤矸石、NaOH：Na2SiO3=2：1、外摻激發(fā)劑的量為2％、減水劑0.3％。 (4) 簡(jiǎn)單介紹了水泥－煅燒煤矸石膠凝材料的生產(chǎn)工藝，分析了該膠凝材料的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，估算了生產(chǎn)成本，并與普通硅酸鹽水泥進(jìn)行比較。得出結(jié)論：利用現(xiàn)有立窯水泥生產(chǎn)工藝，可以生產(chǎn)堿激發(fā)膠凝材料；其生產(chǎn)具有工藝簡(jiǎn)單、投資少、成本低、能耗少