磷酸鈉對堿礦渣水泥水化行為影響研究.pdf

1、堿礦渣水泥是利用堿金屬化合物激發(fā)冶金工業(yè)廢渣形成的一種水硬性膠凝材料，具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能及抗化學(xué)侵蝕性能。然而，堿礦渣水泥凝結(jié)速度過快，現(xiàn)場施工困難。Na3PO4對堿礦渣水泥凝結(jié)時間有顯著影響，但影響規(guī)律存在爭議，作用機(jī)理尚不明確。本文研究了水膠比0.29為條件下，Na3PO4與NaOH水玻璃（模數(shù)固定為2.5）組成的復(fù)合堿組分堿礦渣水泥的凝結(jié)時間、流動度經(jīng)時損失和強；采用TAM air微量熱儀測試了復(fù)合堿組分堿礦渣水泥的水化放熱行

2、為。應(yīng)用Knudson水化熱模型及Jander方程，分析了復(fù)合堿組分對堿礦渣水泥水化動力學(xué)過程。采用XRD和SEM測試手段，分析了復(fù)合堿組分堿礦渣水泥的水化產(chǎn)物及微觀結(jié)構(gòu)。探討了Na3PO4堿礦渣水泥水化行為機(jī)理。研究表明：
　　復(fù)合堿組分中，Na3PO4相對摻量對堿礦渣水泥凝結(jié)時間有顯著影響。Na3PO4-NaOH復(fù)合堿組分中，Na3PO4相對摻量低于20％，增強礦渣顆粒間連續(xù)性，堿礦渣水泥表現(xiàn)為緩凝；相對摻量高于80%，Na3

3、PO4與NaOH共同析出，堿礦渣水泥表現(xiàn)為促凝。Na3PO4-水玻璃復(fù)合堿組分中，Na3PO4相對摻量低于20%，降低堿礦渣水泥早期水化程度，堿礦渣水泥表現(xiàn)為緩凝；相對摻量高于80%，Na3PO4與水玻璃共同析出，堿礦渣水泥表現(xiàn)為促凝，并導(dǎo)致水泥漿長時間不硬化。
　　復(fù)合堿組分中，Na3PO4相對摻量對堿礦渣水泥水化過程有重要影響。Na3PO4-NaOH復(fù)合堿組分中，Na3PO4相對摻量低于20%，復(fù)合堿組分中水化放熱速率小。從水

4、化動力學(xué)參數(shù)可知，加速期反應(yīng)速率小，反應(yīng)由致密層擴(kuò)散控制，增大了堿礦渣水泥早期水化反應(yīng)阻力，減速期與衰減期由多孔擴(kuò)散和致密擴(kuò)散雙重控制；相對摻量高于80%，堿礦渣水泥水化放熱量小，堿組分對礦渣激發(fā)效果弱。Na3PO4-水玻璃復(fù)合堿組分中，Na3PO4相對摻量低于20%，削弱了誘導(dǎo)前期放熱峰，延長加速期開始時間。從水化動力學(xué)參數(shù)可知，堿礦渣水泥加速期受致密擴(kuò)散控制，減速期與衰減期由多孔擴(kuò)散和致密擴(kuò)散雙重控制，反應(yīng)速率常數(shù)隨反應(yīng)的進(jìn)行而逐漸