硅钙渣制备水泥和碱激发胶凝材料的研究

发布时间：2018-07-03 06:26

  本文选题：硅钙渣 + 熟料　； 参考：《中国建筑材料科学研究总院》2015年博士论文

【摘要】：硅钙渣是高铝粉煤灰烧结法提取氧化铝后的残渣。其资源化利用问题是决定高铝粉煤灰提取氧化铝技术同时实现经济、社会以及环境效益最大化的关键之一。本文针对硅钙渣的资源化利用问题,在预脱碱处理研究的基础上,分别进行了脱碱硅钙渣替代石灰石烧制水泥熟料、作水泥混合材以及原状硅钙渣制备碱激发胶凝材料的研究。研究结果对硅钙渣的资源化利用具有重要指导意义。研究了常压条件下硅钙渣脱碱的影响因素。结果表明,硅钙渣常压脱碱最佳工艺条件为:反应温度90~95℃,反应时间40min~1.5h,脱碱剂添加量6~10%,液固比3.0~4.0,硅钙渣粒度160~200目。在最佳工艺条件下脱碱硅钙渣中氧化钠含量在0.5~1.0%之间。硅钙渣浆液液相成分对硅钙渣脱碱效果的影响很大。通过额外添加电石渣或石灰乳的方法可消除液相成分对脱碱效果的影响。研究了脱碱硅钙渣对生料易烧性的影响,并采用XRD、TG-DSC、ESEM、光学显微镜等手段对烧制熟料的矿物组成、微观形貌以及烧成动力学进行了研究。结果表明,利用脱碱硅钙渣部分替代石灰石生产熟料切实可行—脱碱硅钙渣掺量为30%时,石灰饱和系数KH小于0.92、硅率n为2.60、铝率p为1.60时生料的易烧性较好。脱碱硅钙渣中大量的β-C2S在低温煅烧阶段可吸收Ca O,使熟料形成的活化能与烧成温度降低,因此掺入硅钙渣对于熟料的烧成及矿物晶体的生长具有促进作用。研究了脱碱硅钙渣作混合材对水泥性能的影响,并采用XRD、IR、ESEM等测试手段对掺脱碱硅钙渣水泥的水化产物及微观形貌进行了研究。结果表明,硅钙渣掺量30%时,所制备水泥强度满足32.5强度等级水泥要求;与硅酸盐水泥熟料相比,硅钙渣中的β-C2S等矿物活性较低,水化较慢,因此硅钙渣可有效降低水泥水化放热、改善水泥的抗干缩性能,且其程度与掺量呈正比关系。进行了硅钙渣制备碱激发胶凝材料的研究,并采用XRD、IR、TG-DSC、ESEM等手段对产物及微观形貌进行了研究。结果表明,在常温条件下,以原状硅钙渣为原料,以水玻璃为激发剂制备碱激发胶凝材料的优化配合比为:70%硅钙渣+15%超细矿粉(比表面积600m2/kg)+15%矿粉(比表面积400m2/kg)+5%水玻璃(以Na2O计,模数2.40)。水玻璃激发硅钙渣制备碱激发胶凝材料的主要产物为C-S-H及C-A-S-H凝胶;掺入磷会在一定程度上改变产物C-S-H及C-A-S-H的微观形貌,从而导致基体致密程度降低,进而导致强度性能降低。
[Abstract]:Calcium silicate slag is the residue of alumina extracted by high alumina fly ash sintering method. The resource utilization is one of the key factors to maximize the economic, social and environmental benefits of high alumina fly ash extraction technology. Aiming at the utilization of calcium silicate slag, on the basis of the study of pre-desalination treatment, this paper studied the preparation of alkaline activated cementing material by dealkali calcium silicate slag instead of limestone as cement clinker, as cement mixture and as raw calcium silicate slag. The results are of great significance to the utilization of calcium silicate slag. The factors affecting the desalination of calcium silicate slag under atmospheric pressure were studied. The results showed that the optimum conditions were as follows: reaction temperature 90 鈩，

本文编号：2092734