新型煤矸石基低碳LC3胶凝材料的制备与水化机理研究

发布时间：2023-12-27 17:24

　　为应对全球循环经济所要求的节能减排降耗并保持经济持续增长的挑战,国家大力支持以循环经济为导向并逐步向更有效、更可持续的低碳经济过渡,并鼓励最大限度地利用废物和副产品所含的潜在价值这一举措。因此,高效利用低二氧化碳排放量的资源并达到经济增长与资源和能源的使用以及温室气体的排放脱钩的目的被列为优先事项,其中研究并商业化生产基于工业废物的生态高效水泥是促进水泥产业可持续性的一条优先道路。煤矸石作为煤炭工业生产中的一种排放量最大的固体废弃物,推进资源丰富的煤矸石综合利用,提高资源使用效率,对社会经济和国家的可持续发展具有重大意义。本研究着重于研制以固体废弃物——煤矸石为辅助胶凝材料的一种新型低碳胶凝材料,通过利用煤矸石生产高性能胶凝材料,提供一种节能减排、循环经济、保护环境的途径,促进工业固体废物的资源利用。首先本文针对淮北煤矸石原料进行了理化特性的研究,再采用热活化处理方式,调整不同的煅烧制度,经胶砂强度测试,确定最优活化制度;并利用Krstulovic-Dabic水化动力学模型探究了煅烧煤矸石对硅酸盐水泥体系的水化影响规律。再依据材料组成、性质采用Design-expert软件设计了新型煤...

【文章页数】：111 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 煤矸石的产生
        1.1.2 煤矸石堆存带来的危害
        1.1.3 煤矸石的分类、化学组成
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 煤矸石的主要活化技术
        1.2.2 粘土资源的研究现状
        1.2.3 低碳水泥的研究现状
    1.3 研究目标与内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 技术路线
第2章 原材料及实验方法
    2.1 原材料及制备
        2.1.1 煤矸石
        2.1.2 熟料
        2.1.3 矿渣
        2.1.4 石灰石粉
        2.1.5 二水石膏
        2.1.6 减水剂
        2.1.7 普通硅酸盐水泥
    2.2 实验方法
        2.2.1 扫描电子显微镜(SEM)
        2.2.2 X射线衍射仪(17×1)
        2.2.3 X射线荧光光谱仪(XRF)
        2.2.4 水化热
第3章 煤矸石煅烧制度的确立
    3.1 煤矸石的活化与结构分析
        3.1.1 热活化处理
        3.1.2 物相分析
        3.1.3 红外测试
        3.1.4 综合热分析
        3.1.5 微观形貌分析与元素分布
        3.1.6 激光粒度分析
    3.2 煤矸石煅烧制度的设计
    3.3 煤矸石的活性评价
        3.3.1 对比强度法
        3.3.2 Ca(OH)₂吸收法
    3.4 本章小结
第4章 活化煤矸石对水泥基材料性能的影响
    4.1 煤矸石对抗压强度与流动性的影响
    4.2 煤矸石对凝结时间的影响
    4.3 煤矸石对早期水化的影响
    4.4 煤矸石基胶凝材料水化动力学研究
    4.5 本章小结
第5章 基于数学物理方法的煤矸石基低碳LC3胶凝体系的设计
    5.1 矿物掺合料掺量对砂浆抗折强度的影响
    5.2 矿物掺合料掺量对砂浆抗压强度的影响
    5.3 最优配比的确定
    5.4 本章小结
第6章 煤矸石基低碳LC3胶凝体系的性能研究
    6.1 不同胶凝体系的配合比设计
    6.2 力学性能
    6.3 微观性能
        6.3.1 XRD
        6.3.2 SEM
    6.4 水化性能
        6.4.1 水化热
        6.4.2 交流阻抗谱
    6.5 耐久性能
        6.5.1 抗氯离子渗透性能
        6.5.2 自收缩
        6.5.3 碳化性能
    6.6 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3875562