碱金属硫酸盐对水泥性能影响及敏感性分析

发布时间：2017-07-16 17:00

  本文关键词：碱金属硫酸盐对水泥性能影响及敏感性分析

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【摘要】：现今资源短缺、生产成本不断增加,高硫燃料等劣质燃料用于生产水泥熟料,导致硅酸盐水泥中硫酸盐含量不断升高,且使得其来源与种类也更加复杂。硫酸钠钾、硫酸钠、硫酸钾作为硅酸盐水泥熟料中主要的碱金属硫酸盐,其含量控制不当会对水泥水化硬化产生较大影响。大部分学者在研究碱金属硫酸盐对水泥性能的影响时,直接使用分析纯硫酸盐,然而实际熟料中的硫酸盐经过高温煅烧,性质很可能发生变化,从而造成对水泥性能影响的差异。因此对比高温煅烧与分析纯硫酸盐对硅酸盐水泥性能影响的差异,研究高温煅烧碱金属硫酸盐对硅酸盐水泥性能的影响,并分析这些硫酸盐对水泥性能影响的显著性及敏感性是有必要的。通过采用高温煅烧模拟制备熟料中的碱金属硫酸盐,在随着碱含量变化的条件下和随着SO3含量变化的条件下,对比高温煅烧与分析纯硫酸盐对硅酸盐水泥标准稠度需水量、凝结时间、抗压强度、膨胀、干燥收缩的影响,研究证实高温煅烧碱金属硫酸盐与分析纯硫酸盐对硅酸盐水泥基本物理性能的影响存在一定的差异。通过对比高温煅烧硫酸钠、硫酸钾与分析纯硫酸钠、硫酸钾的XRD图,发现碱金属硫酸盐经过高温煅烧后晶体发生了变化,可能导致两者对水泥性能的影响存在一定的差异。选择天然石膏作为外掺石膏,改变碱金属硫酸盐掺量,研究三种高温煅烧碱金属硫酸盐对硅酸盐水泥标准稠度需水量、凝结时间、抗压强度、体积稳定性的影响。研究结果表明:三种硫酸盐中硫酸钠会降低水泥的标准稠度需水量,所有碱金属硫酸盐均存在加速水泥凝结、降低后期强度和增加收缩等不利影响。采用Kruskal-Wallis检验研究碱金属硫酸盐对硅酸盐水泥性能影响的显著性,发现碱金属硫酸盐对硅酸盐水泥标准稠度需水量、凝结时间影响显著的概率大于60%;对抗压强度影响显著的概率大于95%;硫酸钠钾对硅酸盐水泥体积稳定性影响显著的概率大于92%,硫酸钠大于84%,硫酸钾大于95%。说明碱金属硫酸盐对硅酸盐水泥性能具有显著性影响。采用直接求导法分析碱金属硫酸盐对硅酸盐水泥性能影响的敏感点。研究结果表明三种碱金属硫酸盐对硅酸盐水泥标准稠度需水量影响的敏感点大致如下:硫酸钠钾含量为1.75%,硫酸钠含量为1.38%,硫酸钾含量为0.84%;对水泥凝结时间影响的敏感点大致如下:硫酸钠钾含量为1.89%,硫酸钠含量为1.61%,硫酸钾含量为0.55%;对水泥抗压强度影响的敏感点大致如下:硫酸钠钾含量为1.59%,硫酸钠含量为1.70%,硫酸钾含量为1.96%;对水泥浸水膨胀影响的敏感点大致如下:硫酸钠钾含量为2.4%,硫酸钠含量为2.07%,硫酸钾含量为0.8%。对水泥干燥收缩影响的敏感点大致如下:硫酸钠钾含量为1.81%,硫酸钠含量为2.16%,硫酸钾含量为2.81%。说明三种碱金属硫酸盐中硫酸钾对水泥性能影响的敏感含量低于1%,所有碱金属硫酸盐对强度和收缩不利影响的敏感含量较高。
【关键词】：硫酸钠钾 硫酸钠 硫酸钾 显著性 敏感性 水泥性能
【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】：TQ172.1
【目录】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 硅酸盐水泥中硫酸盐的来源及分类9-10
• 1.1.1 硅酸盐水泥中硫酸盐的来源9-10
• 1.1.2 硅酸盐水泥中硫酸盐的分类10
• 1.2 石膏对硅酸盐水泥性能的影响10-11
• 1.3 碱金属硫酸盐对水泥性能的影响11-14
• 1.3.1 水泥水化过程12-13
• 1.3.2 抗压强度13
• 1.3.3 体积稳定性13-14
• 1.4 本课题的提出及研究意义14
• 1.5 课题研究内容14-17
• 2 原材料及试验方法17-19
• 2.1 原材料17-18
• 2.1.1 水泥熟料17
• 2.1.2 天然石膏17
• 2.1.3 化学试剂17
• 2.1.4 试验用水17-18
• 2.2 试验方法18-19
• 2.2.1 水泥标准稠度需水量及凝结时间18
• 2.2.2 水泥抗压强度18
• 2.2.3 水泥体积稳定性18
• 2.2.4 矿物组成分析18-19
• 3 高温煅烧与分析纯硫酸盐对水泥性能影响的差异研究19-47
• 3.1 碱金属硫酸盐的模拟制备19-21
• 3.1.1 硫酸钠钾19
• 3.1.2 硫酸钠19-20
• 3.1.3 硫酸钾20-21
• 3.2 高温煅烧与分析纯硫酸盐对水泥性能影响对比21-45
• 3.2.1 标准稠度需水量21-22
• 3.2.2 凝结时间22-26
• 3.2.3 抗压强度26-36
• 3.2.4 体积稳定性36-45
• 3.3 高温煅烧与分析纯硫酸盐对水泥性能影响的差异分析45-46
• 3.4 本章小结46-47
• 4 碱金属硫酸盐对硅酸盐水泥性能的影响47-57
• 4.1 标准稠度需水量及凝结时间47-49
• 4.2 抗压强度49-52
• 4.3 体积稳定性52-55
• 4.4 本章小结55-57
• 5 碱金属硫酸盐对水泥性能影响的敏感性分析57-81
• 5.1 假设检验57-58
• 5.1.1 假设检验的类型及特点57
• 5.1.2 Kruskal-Wallis检验57-58
• 5.2 碱金属硫酸盐对水泥性能影响的显著性分析58-63
• 5.2.1 标准稠度需水量及凝结时间59
• 5.2.2 抗压强度59-61
• 5.2.3 体积稳定性61-63
• 5.3 碱金属硫酸盐对水泥性能影响的敏感点63-78
• 5.3.1 敏感性分析63
• 5.3.2 标准稠度需水量63-65
• 5.3.3 凝结时间65-68
• 5.3.4 抗压强度68-74
• 5.3.5 体积稳定性74-78
• 5.4 本章小结78-81
• 6 结论与展望81-83
• 6.1 主要结论81
• 6.2 展望81-83
• 致谢83-85
• 参考文献85-89
• 附录89
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文及申请专利目录89
• B. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目89

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本文编号：549619