矾土尾矿渣在水泥生产中的应用研究

发布时间：2017-08-24 16:06

  本文关键词：矾土尾矿渣在水泥生产中的应用研究

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【摘要】：本课题以矾土尾矿渣为研究对象,分别作为原料配料用于生产不同矿物含量组成的贝利特-硫铝酸盐水泥熟料和贝利特-铝酸盐水泥熟料及对应的硫铝酸钙矿物添加剂和铝酸钙矿物添加剂;研究了两种水泥的水化及物理力学性能;研究了硫铝酸盐和铝酸盐矿物添加剂对普通硅酸盐水泥改性后的水化和物理力学性能;研究了矾土尾矿渣作为水泥混合材及混凝土掺合料对水泥及混凝土基本性能的影响。运用XRD、SEM、偏光显微镜分析、化学分析、抗压强度测试等探讨了相关性能及机理,分析讨论了其应用价值。研究结果表明:用矾土尾矿渣配料,在1300℃煅烧50min条件下,即可合成主要含C_4A_3(?)、C_4AF、C_2S等矿物的硫铝酸钙矿物熟料添加剂和主要含有CA、C_(12)A_7、C_2S等矿物的铝酸钙矿物熟料添加剂。熟料矿物形成良好,几乎不存f-Ca O,此时的矿物烧成良好,随着设计熟料添加剂中的C_4A_3(?)和CA含量的增加,C_2S含量的减少,C_4A_3(?)和CA矿物形成量增加。将烧制的熟料添加剂掺加适量石膏磨细制得贝利特-硫铝酸盐水泥和贝利特-铝酸盐水泥,熟料中C_4A_3(?)和CA含量增多,贝利特-硫铝酸盐水泥和贝利特-铝酸盐水泥的凝结时间缩短,早期强度升高。但当C_4A_3(?)含量超过30%时,将导致水泥后期强度降低。将制得的贝利特-硫铝酸盐、铝酸盐熟料作为添加剂掺加适量于硅酸盐水泥中时,可有效缩短普通硅酸盐水泥的凝结时间,使早期强度显著提高。硫铝酸盐和铝酸盐矿物添加剂含量适当增加,性能改善效果增强。将尾矿渣粉直接用作水泥混合材,水泥的凝结时间长,强度低;经过还原氧化两种气氛下800℃煅烧处理的矾土尾矿渣作为水泥混合材,水泥的凝结时间缩短,强度明显增加,比矿渣粉水泥稍低而优于粉煤灰水泥试样,还原气氛下处理的尾矿渣水泥色泽好为青灰色,而氧化气氛下处理的尾矿渣水泥为暗红色。作为掺合料配制混凝土,混凝土的塌落度损失较大,但混凝土的强度性能优越。
【关键词】：矾土尾矿渣 矿物添加剂 水化 水泥混合材 水泥性能
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ172.44
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 引言11
• 1.2 尾矿资源概述11-12
• 1.2.1 矾土尾矿的产生11-12
• 1.2.2 矾土尾矿开发的必要性12
• 1.3 贝利特-硫铝酸盐水泥与矿物添加剂12-14
• 1.4 贝利特-铝酸盐水泥与矿物添加剂14-15
• 1.5 水泥混合材与混凝土掺合料的研究现状15-17
• 1.5.1 水泥混合材的研究现状15-16
• 1.5.2 混凝土掺合料的研究现状16-17
• 1.6 研究目的与内容17-19
• 第二章 实验原料与方法19-25
• 2.1 实验原料与设备19-20
• 2.1.1 实验原料19
• 2.1.2 实验仪器与设备19-20
• 2.2 实验方法20-21
• 2.3 性能测试21-25
• 第三章 矾土尾矿渣配料制备硫铝酸盐水泥及矿物添加剂25-55
• 3.1 硫铝酸盐矿物添加剂的制备及水化性能25-40
• 3.1.1 原料组成设计与配料25-27
• 3.1.2 硫铝酸盐矿物添加剂的烧成性能27
• 3.1.3 熟料中SO3含量分析27
• 3.1.4 硫铝酸盐矿物添加剂的矿物形成27-31
• 3.1.5 硫铝酸盐矿物添加剂的水化31-38
• 3.1.6 偏光显微镜下水化产物分析38-40
• 3.2 贝利特-硫铝酸盐水泥的制备与性能40-45
• 3.2.1 组成设计与配料40
• 3.2.2 贝利特-硫铝酸盐水泥的物理学性能40-42
• 3.2.3 贝利特-硫铝酸盐水泥的水化性能分析42-45
• 3.3 改性硅酸盐水泥的制备与性能45-53
• 3.3.1 组成设计与配料45-46
• 3.3.2 改性硅酸盐水泥的物理性能46-49
• 3.3.3 改性硅酸盐水泥的水化性能49-53
• 3.4 本章小结53-55
• 第四章 矾土尾矿渣配料制备铝酸盐水泥及矿物添加剂55-83
• 4.1 铝酸盐矿物添加剂的制备及水化性能55-66
• 4.1.1 原料组成设计与配料55-57
• 4.1.2 铝酸盐熟料矿物添加剂的烧成性能57
• 4.1.3 铝酸盐矿物添加剂的矿物形成57-61
• 4.1.4 铝酸盐矿物的水化性能61-66
• 4.2 贝利特-铝酸盐水泥的制备与性能66-73
• 4.2.1 组成设计与配料66-67
• 4.2.2 贝利特铝酸盐水泥的水化性能67-70
• 4.2.3 贝利特铝酸盐水泥的物理力学性能70-73
• 4.3 改性硅酸盐水泥的制备与性能73-80
• 4.3.1 组成设计与配料73
• 4.3.2 改性硅酸盐水泥的物理力学性能73-76
• 4.3.3 改性硅酸盐水泥水化性能的分析76-80
• 4.4 本章小结80-83
• 第五章 矾土尾矿渣作为混合材及掺合料的研究83-95
• 5.1 原材料处理与分析83-85
• 5.1.1 尾矿渣粒度测试83-85
• 5.1.2 尾矿渣XRD分析85
• 5.2 尾矿渣作为混合材对水泥性能的影响85-91
• 5.2.1 尾矿渣水泥的基本性能85-87
• 5.2.2 不同掺量尾矿渣对水泥基本性能的影响87-89
• 5.2.3 混合材复合添加对水泥基本性能的影响89-90
• 5.2.4 水泥与萘系减水剂的适应性90-91
• 5.3 尾矿渣做掺合料对混凝土性能的影响91-93
• 5.3.1 实验方案91
• 5.3.2 实验结果与分析91-93
• 5.4 本章小结93-95
• 第六章 结论95-97
• 参考文献97-103
• 致谢103-104
• 附录104

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本文编号：732220