碱—镁渣免蒸压加气混凝土的制备与性能研究

发布时间：2017-07-15 15:12

  本文关键词：碱—镁渣免蒸压加气混凝土的制备与性能研究

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【摘要】：镁渣是在生产金属镁时排放的工业废渣,很多镁厂都是将其作为废渣丢弃。由于镁渣得不到合理的利用,导致镁渣被大量堆积,不仅占用了大量的土地资源,同时对周围的环境也造成了极大的污染,从而危及人类的生活环境。另一方面,镁渣中含有β-C2S、C3S、C3A等活性矿物组分,将其作为胶凝材料用来制备加气混凝土具有掺量大、利用率高等优点。本论文首先对镁渣基本性能进行研究,然后用碱激发镁渣的方式制备免蒸压加气混凝土,并对这种加气混凝土的料浆稳定性、干密度、强度、耐久性能、热工性能等性能进行研究,同时利用XRD、FT-IR、DSC-TG、SEM等微观测试手段对其水化产物及微观形貌进行分析。本文主要研究结论如下:通过正交试验得出碱镁渣加气混凝土料浆浇注稳定性影响因素由大到小是:碱含量、稳泡剂掺量、水料比、水玻璃模数,碱镁渣加气混凝土在此配合比(镁渣:粉煤灰:偏高岭土=16:3:1,水玻璃模数为1.5,碱含量为7%,水料比为0.32,铝粉掺量为4‰,稳泡剂掺量为0.5‰)下发气效果最佳;改变铝粉掺量是调整碱镁渣加气混凝土干密度的最好方法,当铝粉掺量为3‰、4‰、5‰时,碱镁渣加气混凝土的干密度分别为589 kg/m3、495 kg/m3、415 kg/m3。碱镁渣加气混凝土适宜的免蒸压养护工艺为恒温恒湿养护工艺,当采用相对湿度为80%,恒温温度为80℃,恒温时间为5h的恒温恒湿养护制度时,可制备出强度满足GB11968-2006《蒸压加气混凝土砌块》要求的B04、B05、B06密度等级的碱镁渣加气混凝土;B05、B06等级的碱镁渣加气混凝土60d干燥收缩值分别为0.421mm/m,0486mm/m,均小于GB/T11968-2006《蒸压加气混凝土砌块》小于0.5mm/m的要求。碱镁渣加气混凝土孔隙率在75%~85%之间,含水率在20%左右,吸水率在85%~125%之间;在研究吸水速度时采用了毛细吸水和自由扩散两个阶段共同作用的模型,且自由扩散的影响不能忽略。B06等级碱镁渣加气混凝土的导热系数为0.18W/m?K,热阻为1.33m2?K/W,热惰性指标为8.98,与传统墙体材料相比具有良好的保温隔热性能;碱镁渣加气混凝土IRa=0.750,Ir=0.563,满足GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》的IRa≤1.0和Ir≤1.3要求,作为建筑材料使用无放射性危害;碱镁渣加气混凝土抗冻性能较差,需进一步改善。XRD、DSC-TG结果表明碱镁渣加气混凝土水化产物主要是C-S-H凝胶和碳酸钙;FT-IR说明反应过程是Si-O键和Al-O键发生断裂,再聚合生成新的物质;SEM图可看出孔分布较均匀,呈椭圆形,孔径在0.5mm~1.5mm之间。
【关键词】：镁渣 碱激发 加气混凝土 免蒸压养护 性能
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528.2;X758
【目录】：

• 摘要3-5
• abstract5-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 镁渣研究现状10-16
• 1.1.1 镁渣特征10-12
• 1.1.2 镁渣的国内外研究利用现状12-16
• 1.2 加气混凝土的研究现状16-18
• 1.2.1 加气混凝土的优势16
• 1.2.2 加气混凝土的研究现状16-18
• 1.3 课题的提出及主要研究内容18-20
• 1.3.1 课题的提出18
• 1.3.2 研究内容18-20
• 2 原材料、试验方法及仪器20-24
• 2.1 原材料20-21
• 2.1.1 镁渣20
• 2.1.2 粉煤灰20
• 2.1.3 偏高岭土20
• 2.1.4 铝粉20
• 2.1.5 水玻璃20-21
• 2.1.6 NaOH21
• 2.1.7 稳泡剂21
• 2.1.8 水21
• 2.2 试验方法21-22
• 2.2.1 碱镁渣加气混凝土的制备工艺21
• 2.2.2 镁渣物理化学性能实验方法21
• 2.2.3 碱镁渣加气混凝土料浆浇注稳定性实验21-22
• 2.2.4 碱镁渣加气混凝土强度测试22
• 2.2.5 碱镁渣加气混凝土性能测试22
• 2.2.6 微观分析22
• 2.3 实验仪器22-24
• 3 镁渣的基本性能24-30
• 3.1 镁渣的物理化学性能24-25
• 3.1.1 镁渣的化学成分24
• 3.1.2 镁渣的矿物组成24-25
• 3.1.3 镁渣的表面形貌25
• 3.2 镁渣的活性检验25-27
• 3.3 碱镁渣胶凝材料的体积安定性27-28
• 3.4 本章小结28-30
• 4 制备碱镁渣加气混凝土影响因素的研究30-38
• 4.1 碱镁渣加气混凝土料浆浇注稳定性的研究30-32
• 4.2 各因素对碱镁渣加气混凝土干密度的影响32-37
• 4.2.1 发气剂掺量对碱镁渣加气混凝土干密度的影响32-33
• 4.2.2 碱含量对碱镁渣加气混凝土干密度的影响33-34
• 4.2.3 水玻璃模数对碱镁渣加气混凝土干密度的影响34-35
• 4.2.4 稳泡剂掺量对碱镁渣加气混凝土干密度的影响35-37
• 4.2.5 激发剂温度对碱镁渣加气混凝土干密度的影响37
• 4.3 本章小结37-38
• 5 碱镁渣加气混凝土的性能研究38-60
• 5.1 养护条件对碱镁渣加气混凝土强度的影响39-43
• 5.1.1 标准养护对碱镁渣加气混凝土强度的影响39-40
• 5.1.2 恒温恒湿养护工艺对碱镁渣加气混凝土强度的影响40-43
• 5.2 碱镁渣加气混凝土的物理性质43-52
• 5.2.1 碱镁渣加气混凝土的孔隙率43-45
• 5.2.2 碱镁渣加气混凝土的含水率及吸水率45-47
• 5.2.3 碱镁渣加气混凝土的吸水速度47-52
• 5.3 碱镁渣加气混凝土的抗冻性52-54
• 5.4 碱镁渣加气混凝土的热工性能54-56
• 5.4.1 碱镁渣加气混凝土的导热系数54
• 5.4.2 碱镁渣加气混凝土的传热系数54-55
• 5.4.3 碱镁渣加气混凝土保温隔热性能的综合评价55-56
• 5.5 碱镁渣加气混凝土放射性安全测试56
• 5.6 碱镁渣加气混凝土的干燥收缩56-58
• 5.7 本章小结58-60
• 6 碱镁渣加气混凝土水化产物及微观分析60-66
• 6.1 XRD分析60
• 6.2 红外吸收光谱分析60-62
• 6.3 热分析62-63
• 6.4 扫描电镜分析63-65
• 6.5 本章小结65-66
• 7 结论与展望66-68
• 7.1 结论66-67
• 7.2 展望67-68
• 致谢68-70
• 参考文献70-74
• 附录74
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文和专利74
• B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目74

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本文编号：544473