堿激發(fā)高嶺土膠凝材料研究.pdf

1、高嶺土是一種重要的工業(yè)礦物，具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。世界高嶺土資源豐富，分布廣泛。目前世界上已經(jīng)有60多個(gè)國家和地區(qū)擁有高嶺土資源，中國是世界上最主要的高嶺土生產(chǎn)國，其產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的78％。雖然資源廣闊，但是我們對高嶺土的開采加工技術(shù)和能力比較差，我國還處于初級階段。因此，高嶺土的有效利用和處置成為可持續(xù)發(fā)展的重要課題。根據(jù)高嶺土成分的不同，可對其進(jìn)行綜合利用。近年來，國內(nèi)外越來越重視用高嶺土生產(chǎn)建筑材料等等。通過激發(fā)高嶺土的活性并將其

2、作為水泥混合材使用，將成為處理高嶺土的一種有效途徑。
　　 鑒于高嶺土的組成和結(jié)構(gòu)等特性，本文力圖從高嶺土的活性激發(fā)出發(fā)，對其進(jìn)行一系列的分析研究。在激發(fā)出高嶺土活性基礎(chǔ)上，制備幾種堿高嶺土膠凝材料。一般來說，微觀結(jié)構(gòu)缺陷多，晶體呈無定型狀態(tài)的材料，其化學(xué)反應(yīng)活性高。由于本實(shí)驗(yàn)采用的高嶺土結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，活性比較低，本論文首先通過對原料進(jìn)行分析，然后有針對性的對采取措施對高嶺土活性進(jìn)行激發(fā)。主要活化方案有二種：一是普通煅燒活化，第

3、二種方案是增鈣煅燒活化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)：普通煅燒活化和增鈣煅燒活化都能活化高嶺土，且不同的煅燒溫度和不同的增鈣煅燒方式對高嶺土的活化程度不一樣。實(shí)驗(yàn)得知：在活性區(qū)域(600℃-950℃)里所用的福建高嶺土最佳煅燒工藝為：850℃保溫2h。在實(shí)驗(yàn)中所用的幾種增鈣煅燒方式中，以ZG5--高嶺土76％+石灰石20％+石膏3％+螢石1％的增鈣煅燒方式為最佳。
　　 在高嶺土激發(fā)出活性的基礎(chǔ)上，本文研究了堿激發(fā)劑的種類、激發(fā)劑的摻量、激發(fā)劑

4、模數(shù)、以及氧化鈣摻入量對堿高嶺土膠凝材料的抗壓強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明：液體激發(fā)劑水玻璃激發(fā)要好于其它幾種固體激發(fā)劑，以及固體復(fù)合激發(fā)劑。在實(shí)驗(yàn)中最佳的堿激發(fā)劑的摻量為8％。最佳激發(fā)劑的模數(shù)為1.0。最佳氧化鈣摻入量為15％。在本實(shí)驗(yàn)中，堿高嶺土膠凝材料的抗壓強(qiáng)度隨著水玻璃模數(shù)的減小，強(qiáng)度越高。實(shí)驗(yàn)周期長，暫時(shí)未探討出最優(yōu)值，這個(gè)問題有待以后解決。
　　 運(yùn)用XRD(X射線衍射)、SEM(掃描電鏡)、NMR(核磁共振)、DSC(差熱

5、分析)、FT-IR(紅外分析)等現(xiàn)代測試方法對各種活化高嶺土的結(jié)構(gòu)特征及堿高嶺土膠凝材料的水化過程進(jìn)行了分析和研究。研究結(jié)果表明：高嶺土中的高嶺石礦物在煅燒過程中發(fā)生分解，生成了無定型的SiO2和Al2O3，是使得高嶺土具有活性的根本原因。經(jīng)過增鈣煅燒處理后的高嶺土存在硅酸鹽活性礦物，這類礦物對高嶺土的活性起積極的作用。
　　 針對文中所采用的活化方法，本實(shí)驗(yàn)采用了壓縮測強(qiáng)法、以及其它方法對高嶺土進(jìn)行活化評價(jià)。研究表明：在石灰吸