利用粉煤灰替代硅灰制备水化硅酸镁水泥

发布时间：2017-09-15 15:51

  本文关键词：利用粉煤灰替代硅灰制备水化硅酸镁水泥

  更多相关文章： 粉煤灰 水化硅酸镁水泥 硅灰 抗压强度

【摘要】：我国镁资源丰富,但对镁基水泥的研究还主要停留在传统镁水泥的改性研究当中,对新型镁基水泥探究较少。本文首先对新型水化硅酸镁水泥的制备方法及性能进行研究,在此基础上,选用粉煤灰替代高纯度硅灰作为与镁质矿物反应的原材料,制备水化硅酸镁水泥,研究其物理性能发展规律,包括：抗压强度、pH值变化、早龄期收缩变形特性、凝结时间,并得出最佳配合比；通过XRD、SEM、TG/DSC等手段探索水化产物的微观结构以及热分解性质。采用高品位硅灰和氧化镁(质量比3：2,摩尔比1：1)制备水化硅酸镁水泥,通过调节外加剂掺量和水固比探究抗压强度的变化规律。实验研究结果表明：1wt%的六偏磷酸钠(NaHMP)为最佳掺量,水化硅酸镁水泥的抗压强度随水固比增大而减小,水固比小于0.6时,28d抗压强度均可超过45MPa：水固比为0.4所得样品的抗压强度最高,但其流动性较差,成型过程中有气泡产生,选用水固比0.5作为最佳水固比进行后续的实验研究。利用粉煤灰逐步取代硅灰制备水化硅酸镁水泥,研究结果表明,随着粉煤灰替代硅灰掺量的增加,抗压强度呈现先增后减的规律,粉煤灰替代硅灰质量的20%时,28d抗压强度最高；当粉煤灰替代硅灰质量大于40%时,抗压强度低于纯硅灰制备的水化硅酸镁水泥。水泥石的早龄期干缩率随粉煤灰含量的增加而增大,主要原因为粉煤灰提高了水泥浆体的流动性,相对多余水分增多。综合考虑其性能和经济效益,确定最佳粉煤灰替代硅灰掺量为35%,此时的水化产物中含有大量致密,网状交叉的胶凝物质,主要水化产物为水化硅酸镁,镁碳酸盐类凝胶及氢氧化镁等。新拌水泥浆体的流动性随粉煤灰掺量的增加而变大,为提高水泥制品的强度并保持良好的和易性,经过试验及计算所得,采用粉煤灰替代硅灰质量35%时,将水固比控制在0.38,所拌浆体的流动性较好且水泥石强度较高,28d抗压强度可达46MPa。利用Na2CO3作为碱激发剂探究对硅灰-粉煤灰-氧化镁体系的影响,结果表明Na2CO3对水泥石强度的提高具有促进作用,且最佳掺量为粉煤灰质量的10%。实验得到的最佳配比制备水化硅酸镁水泥,每生产1吨水化硅酸镁水泥,就可节约成本150-250元,具有良好的市场应用前景。
【关键词】：粉煤灰 水化硅酸镁水泥 硅灰 抗压强度
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ172.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-27
• 1.1 课题背景9-10
• 1.1.1 我国低碳水泥行业现状及发展动态分析9-10
• 1.1.2 国外水泥行业现状及发展动态分析10
• 1.2 水化硅酸镁水泥的发展历程10-13
• 1.2.1 水化硅酸镁水泥的发现与发展10-11
• 1.2.2 我国硅酸镁水泥的研究状况11-13
• 1.3 我国镁资源和镁基水泥的优势及发展状况13-27
• 1.3.1 我国镁资源优势13
• 1.3.2 镁基水泥发展优势13-14
• 1.3.3 镁基水泥的发展状况及存在问题14-15
• 1.3.4 轻烧氧化镁、硅灰及粉煤灰15-22
• 1.3.5 研究目的及意义22-23
• 1.3.6 本课题的主要内容与技术路线23-26
• 1.3.7 本章小结26-27
• 2 实验研究方法与仪器设备27-38
• 2.1 原材料及分析27-31
• 2.1.1 轻烧氧化镁27
• 2.1.2 硅灰27-28
• 2.1.3 粉煤灰28
• 2.1.4 六偏磷酸钠28-29
• 2.1.5 水29-31
• 2.2 实验方法31-34
• 2.2.1 活性测试方法31-32
• 2.2.2 粉煤灰中f-CaO含量及烧失量测定32-33
• 2.2.3 高镁水泥安定性的评定方法33-34
• 2.2.4 凝结时间、细度及比表面积34
• 2.3 干缩试件的制备34
• 2.4 抗压强度试件的制备34-35
• 2.5 pH溶液的制备35
• 2.6 水化硅酸镁凝胶XRD图谱35-36
• 2.7 实验仪器及设备36-37
• 2.8 本章小结37-38
• 3 水化硅酸镁水泥的制备及性质38-48
• 3.1 引言38
• 3.2 水化硅酸镁水泥的制备38
• 3.3 外加剂的最佳掺量38-39
• 3.4 水固比研究39-42
• 3.5 TG/DTG热分析42-46
• 3.6 pH值分析46-47
• 3.7 本章小结47-48
• 4 利用粉煤灰替代硅灰制备水化硅酸镁水泥48-65
• 4.1 制备方法48-49
• 4.2 物理性能分析49-53
• 4.2.1 抗压强度49-50
• 4.2.2 干缩率分析50-51
• 4.2.3 凝结时间51-52
• 4.2.4 pH值分析52-53
• 4.3 微观结构分析53-60
• 4.3.1 XRD图谱分析53-54
• 4.3.2 TG/DTG热分析54-55
• 4.3.3 SEM分析55-57
• 4.3.4 EDS分析57-60
• 4.4 水固比调节60-62
• 4.5 Na_2CO_3激发62-64
• 4.6 本章小结64-65
• 结论65-67
• 展望67-68
• 参考文献68-73
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况73-74
• 致谢74-75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 苏明阳;;活性氧化镁的制备及应用开发研究[J];当代化工;2015年08期

2 李亚男;;低碳水泥生产的关键技术分析[J];四川水泥;2015年07期

3 韩永奇;;水泥业如何由灰变绿——关于水泥业绿色化的思考[J];建材发展导向;2014年08期

4 刘睿杰;金青哲;常明;王兴国;;硅酸镁对煎炸油处理效果的评价[J];中国油脂;2013年10期

5 杜攀;陈文超;王海增;;硅酸镁材料及其应用[J];盐业与化工;2013年10期

6 雷军彦;刘义平;达来;;硅灰综合利用开发[J];建材发展导向;2013年04期

7 雷瑞;付东升;李国法;孙欣新;袁聪;郑化安;;粉煤灰综合利用研究进展[J];洁净煤技术;2013年03期

8 吴成友;余红发;文静;董金美;;改性硫氧镁水泥物相组成及性能研究[J];新型建筑材料;2013年05期

9 汪潇;王宇斌;杨留栓;朱新锋;;高性能大掺量粉煤灰混凝土研究[J];硅酸盐通报;2013年03期

10 张丽军;;用f-CaO测定仪快速测定粉煤灰中的游离氧化钙[J];粉煤灰综合利用;2012年05期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 李兆恒;韦江雄;余其俊;汤跃;牛艳飞;;低碱度MgO-SiO_2-H_2O体系水化产物及其含量变化[A];2013广东材料发展论坛——战略性新兴产业发展与新材料科技创新研讨会论文摘要集[C];2013年

2 马保国;肖君;王凯;;高钙粉煤灰混凝土性能的研究[A];中国硅酸盐学会混凝土与水泥制品分会七届二次理事会议暨学术交流会论文集[C];2007年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 朱培怡;含镁多孔性材料的制备与性能研究[D];中国海洋大学;2009年

2 谢友均;超细粉煤灰高性能混凝土的研究与应用[D];中南大学;2006年

，

本文编号：857461