碳酸钠对碱矿渣水泥性能的影响研究

发布时间：2017-04-10 20:04

  本文关键词：碳酸钠对碱矿渣水泥性能的影响研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：碱矿渣水泥是一种环境友好型胶凝材料,具有良好的物理力学性能及耐久性。然而,目前碱矿渣水泥的应用研究的激发剂为NaOH和水玻璃,用它们激发的水泥凝结时间短,而且应用时需配制成溶液,这为碱矿渣水泥的实际应用带来极大不便。针对目前具有缓凝作用的固态碱组分研究较少的问题,本文从常见的4种钠盐中选择了碳酸钠,研究水胶比为0.45条件下,碳酸钠、NaOH和水玻璃组成的复合碱组分碱矿渣水泥凝结时间、流动性和强度。采用微量热仪测试碱矿渣水泥水化放热行为,采用XRD及SEM测试分析复合碱组分碱矿渣水泥水化产物及微观结构,为碱矿渣水泥的应用提供一个参考方向。结果如下:(1)固定碱当量条件下,碱矿渣水泥的凝结时间与Na_2CO_3和NaOH(或水玻璃)的碱当量比有关。随着体系Na_2CO_3的掺量的增大,碱矿渣水泥凝结时间先增大后减小,存在凝结时间突变点。NaOH-Na_2CO_3碱矿渣水泥的突变点为NaOH与Na_2CO_3碱当量比为1:1时,而水玻璃-Na_2CO_3碱矿渣水泥的突变点为水玻璃与Na_2CO_3碱当量比为2:3时。同时,Na_2CO_3可以改善NaOH-碱矿渣水泥的后期抗压强度。(2)30℃环境温度下,固定3%NaOH掺量,Na_2CO_3掺量对碱矿渣水泥的凝结时间的影响规律与20℃时相似,但凝结时间突变点有一定偏差,出现在NaOH和Na_2CO_3的碱当量比为1:1.17时。(3)固定5%碱当量条件下,Na_2CO_3对碱矿渣水泥的水化放热行为有显著的影响。在NaOH-Na_2CO_3碱矿渣水泥中,碱矿渣水泥的水化放热速率随着Na_2CO_3掺量的增大而碱小,水化放热峰向右移动。在水玻璃-Na_2CO_3碱矿渣水泥中,当Na_2CO_3掺量小于2%时,对碱矿渣水泥的水化速率几乎没有影响,当Na_2CO_3掺量大于2%时,碱矿渣水泥的水化放热速率随着Na_2CO_3掺量的增大而碱小,水化放热峰向右移动。(4)复合碱组分碱矿渣水泥的水化产物与体系中各激发剂的相对含量有关。在凝结时间突变点组的碱矿渣水泥水化产物中,生成的单斜钠钙石或钙水碱可能是导致凝结时间急增的原因。
【关键词】：碱矿渣水泥 Na_2CO_3 固态碱组分 凝结时间
【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3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 引言8
• 1.2 碱矿渣胶凝材料的发展历程及应用现状8-10
• 1.3 碱矿渣水泥水化硬化的物理化学基础10-14
• 1.3.1 矿渣的化学组成及结构10-12
• 1.3.2 碱矿渣水泥的碱组分12-13
• 1.3.3 碱矿渣水泥的水化硬化机理13-14
• 1.4 碱矿渣水泥缓凝剂14-15
• 1.5 课题的提出15-17
• 1.5.1 研究的目的及意义15-16
• 1.5.2 主要研究内容16-17
• 2 原材料及试验方法17-19
• 2.1 原材料17-18
• 2.1.1 矿渣17
• 2.1.2 碱组分17-18
• 2.1.3 其他外加剂18
• 2.1.4 水18
• 2.2 试验方法18-19
• 2.2.1 凝结时间试验18
• 2.2.2 水泥净浆扩展度试验18
• 2.2.3 力学性能试验18
• 2.2.4 水化放热试验18
• 2.2.5 X-射线衍射(XRD)试验18
• 2.2.6 扫描电镜(SEM)试验18-19
• 3 碳酸钠对碱矿渣水泥净浆性能的影响研究19-37
• 3.1 4种常见钠盐对NaOH-矿渣水泥净浆性能的影响19-21
• 3.1.1 4种常见钠盐对NaOH-矿渣水泥净浆凝结时间的影响19-20
• 3.1.2 4种常见钠盐对NaOH-矿渣水泥净浆抗压强度的影响20-21
• 3.2 激发剂种类对碱矿渣水泥净浆性能的影响21-24
• 3.2.1 激发剂种类对碱矿渣水泥净浆流动度及凝结时间的影响22-23
• 3.2.2 激发剂种类对碱矿渣水泥净浆抗压强度的影响23-24
• 3.3 复合激发剂对碱矿渣水泥净浆凝结时间的影响24-32
• 3.3.1 NaOH-Na_2CO_3碱矿渣水泥24-29
• 3.3.2 水玻璃-Na_2CO_3碱矿渣水泥29-32
• 3.4 复合激发剂对碱矿渣水泥净浆抗压强度的影响32-34
• 3.4.1 NaOH-Na_2CO_3碱矿渣水泥32-33
• 3.4.2 水玻璃-Na_2CO_3碱矿渣水泥33-34
• 3.5 30℃环境温度对NaOH-Na_2CO_3碱矿渣水泥凝结时间34-35
• 3.6 本章小结35-37
• 4 碳酸钠对碱矿渣水泥水化放热行为的影响及水化机理研究37-56
• 4.1 碳酸钠对碱矿渣水泥水化放热的影响38-48
• 4.1.1 激发剂种类碱矿渣水泥水化放热特性38-39
• 4.1.2 复合激发剂碱矿渣水泥水化放热的影响39-48
• 4.2 水化机理研究48-55
• 4.2.1 激发剂种类碱矿渣水泥水化机理48-49
• 4.2.2 复合碱组分碱矿渣水泥水化机理49-55
• 4.3 本章小结55-56
• 5 结论与展望56-58
• 5.1 结论56-57
• 5.2 展望57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-63

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本文编号：297469