高掺量铜尾矿加气混凝土制备及性能研究

发布时间：2017-09-10 03:33

  本文关键词：高掺量铜尾矿加气混凝土制备及性能研究

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【摘要】：根据我国"十三五"规划所提出对大力发展循环经济的迫切要求,加强工业固体废物综合处置与资源化利用,推动绿色建材产业的发展,已成为当前形势下的重要任务。在众多工业固体废物中,有色金属尾矿的生成率最高,堆存量庞大,给生态环境乃至整个社会带来了巨大危害。而加气混凝土作为新型节能墙体材料,不仅具有轻质、保温等诸多特性,而且能大量消纳工业固体废物,发展和应用前景较为广阔。因此,将有色金属尾矿用于制备加气混凝土,能有效提高金属尾矿的资源化水平,同时能产生良好的综合效益。本文以有色金属尾矿中最具代表性的铜尾矿为研究对象,通过加气混凝土的制备试验,重点研究了铜尾矿特性、掺量对加气混凝土配料设计与工艺参数的影响,并对制品的气孔特性、抗压强度、体积密度、耐水性及保温性能进行测试分析。研究表明,铜尾矿与河砂共混研磨20min能有效提高微粉反应活性,所制备B06级加气混凝土力学性能符合GB/T 11968-2006的要求。优化后的最佳原料配比为:铜尾矿(CT-H)50%,河砂10%,生石灰25%,水泥10%,石膏5%,发气剂0.08%,硅酸钠1.0%,稳泡剂1.0%;最佳工艺参数为:水料比0.55,浇注温度55℃,静停养护温度50℃、静停时间4h,蒸压养护温度]85℃(1.1MPa)、恒压时间8h。通过研究不同容重级别加气混凝土的气孔特性,主要得出:较高的体积密度和均匀的气孔结构能提高制品的抗压强度;孔隙率较大、气孔分布均匀、闭合孔数量较多有利于提高制品保温性能;孔隙率越高,气孔结构越差,制品吸水率越高,耐水性越差;稳泡剂的适量掺入能够优化气孔特性,进而提高制品综合性能。通过微观测试与分析可知,铜尾矿加气混凝土中的主要水化产物有结晶度较低的CSH(B)、托贝莫来石、铝代托贝莫来石及大量的无定型凝胶,它们通过相互交织并紧密结合未反应的颗粒,构成了孔间壁结构。由于铜尾矿中活性矿物含量较少,导致高掺量铜尾矿加气混凝土内水化产物总量不足,无法形成较好的水化产物体系,降低了制品的综合物理性能。
【关键词】：铜尾矿 活性激发 加气混凝土 气孔特性 水化反应机理
【学位授予单位】：湖北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528.2
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-22
• 1.1 研究背景11-13
• 1.2 铜尾矿研究进展13-16
• 1.3 现存问题与不足16
• 1.4 加气混凝土的发展16-19
• 1.4.1 加气混凝土的特点16-18
• 1.4.2 加气混凝土发展现状18-19
• 1.5 拟解决的问题19-20
• 1.6 研究内容20
• 1.7 主要优势和创新点20-21
• 1.8 研究路线21-22
• 第2章 原材料及试验方法22-29
• 2.1 原材料22-25
• 2.1.1 硅质材料22-23
• 2.1.2 生石灰23-24
• 2.1.3 水泥24
• 2.1.4 石膏24
• 2.1.5 铝粉膏24-25
• 2.1.6 稳泡剂25
• 2.1.7 水玻璃25
• 2.2 试验方法及表征25-26
• 2.2.1 试验方法25-26
• 2.2.1.1 铜尾矿预处理25
• 2.2.1.2 加气混凝土制备25-26
• 2.2.2 材料表征方法26
• 2.2.2.1 原料基本性能表征26
• 2.2.2.2 宏观性能表征26
• 2.2.2.3 微观性能表征26
• 2.3 试验仪器26-29
• 第3章 铜尾矿加气混凝土的制备29-40
• 3.1 配合比设计29-35
• 3.1.1 铜尾矿的影响29-32
• 3.1.1.1 铜尾矿粉磨时间29-30
• 3.1.1.2 铜尾矿种类30-31
• 3.1.1.3 铜尾矿掺量31-32
• 3.1.2 生石灰及水泥32-33
• 3.1.3 石膏掺量33-34
• 3.1.4 硅酸钠掺量34-35
• 3.2 工艺参数的优化35-39
• 3.2.1 水料比的优化35-36
• 3.2.2 浇注温度的优化36-37
• 3.2.3 静停制度的优化37-38
• 3.2.4 蒸压制度的优化38-39
• 3.3 本章小结39-40
• 第4章 气孔特性及对综合性能的影响40-48
• 4.1 孔隙率及气孔结构40-43
• 4.2 气孔特性对综合性能的影响43-46
• 4.2.1 抗压强度44-45
• 4.2.2 干湿循环性能45
• 4.2.3 保温性能45-46
• 4.3 本章小结46-48
• 第5章 加气混凝土微观结构及形成机理48-59
• 5.1 X射线衍射分析48-51
• 5.2 扫描电子显徽镜分析51-54
• 5.2.1 铜尾矿种类对微观形貌的影响52-53
• 5.2.2 化学激发剂对微观形貌的影响53-54
• 5.3 加气混凝土微观机理分析54-58
• 5.3.1 水化反应机理54-55
• 5.3.2 水化产物种类及体系55-57
• 5.3.3 铜尾矿制品水化产物组成57-58
• 5.4 本章小结58-59
• 结论与展望59-61
• 参考文献61-68
• 附录68-69
• 致谢69

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