固废基高铁硫铝系海洋工程胶凝材料的制备及抗侵蚀特性试验研究

发布时间：2022-02-22 23:11

　　近年来,“海洋强国战略”步步推进,我国海洋经济发展迎来了前所未有的历史机遇。海洋经济发展离不开跨海大桥等海洋混凝土工程的兴建,然而传统海工建筑材料在复杂的海洋环境中长期遭受海水侵蚀、海浪冲刷以后极易裂化破坏,这不仅影响海洋工程的正常使用,还造成了资源的严重浪费,因此亟待研发一种新型高耐久海工建筑材料来解决海洋工程耐久性不足的问题。高铁硫铝酸盐胶凝材料不仅具有快硬、早强、高强、高抗冻和高抗渗特性,其铁相的水化还赋予其水化浆体更好的密实性和抗冲刷性,是高耐久海工建筑材料的潜力发展方向,但高成本制约了其推广应用。因此,本文开展了协同利用工业固废低成本制备高铁硫铝酸盐胶凝材料的研究,首先探究了完全以赤泥、铝灰、脱硫石膏和石灰石渣为原料制备高铁硫铝酸盐胶凝材料的可行性,通过设计不同的生料配比,制备了固废基高铁硫铝酸盐胶凝材料熟料,并从化学成分、矿物组成和机械性能等方面对所制备的熟料进行了全面的分析,然后选用最佳生料配比对熟料的煅烧温度进行了优化研究。随后,对具有典型矿物组成的固废基硫铝酸盐胶凝材料的水化特性,包括水化放热规律、水化产物的种类、水化产物的微观形貌以及重金属固化能力,进行了系统的研究... 

【文章来源】：山东大学山东省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 工业固体废弃物概述
        1.2.1 工业固体废弃物的概念及产生现状
        1.2.2 工业固体废弃物处理现状
        1.2.3 工业固体废弃物资源化利用现状
    1.3 工业固废制备高铁硫铝酸盐胶凝材料研究现状
        1.3.1 高铁硫铝酸盐胶凝材料概述
        1.3.2 工业固废制备高铁硫铝酸盐胶凝材料研究进展
    1.4 海洋工程建筑材料概述
        1.4.1 常用海样工程建筑材料及其抗侵蚀性能研究现状
        1.4.2 高铁硫铝酸盐胶凝材料在海洋工程中的应用现状
    1.5 本课题研究意义与内容
第2章 试验原料及试验方法
    2.1 试验原料
        2.1.1 高铁硫铝酸盐胶凝材料熟料制备用原料
        2.1.2 试验用化学试剂
    2.2 试验设备
    2.3 试验方法
        2.3.1 固废基硫铝酸盐胶凝材料水化样品制备方法
        2.3.2 固废基硫铝酸盐胶凝材料重金属试验方法
            2.3.2.1 胶凝材料中重金属总量测定方法
            2.3.2.2 胶凝材料水化浆体重金属浸出测试方法
    2.4 测试及分析方法
        2.4.1 X射线荧光光谱分析
        2.4.2 X射线衍射分析
        2.4.3 Rietveld精修
        2.4.4 TGA/DSC同步热分析
        2.4.5 水化放热分析
        2.4.6 扫描电镜分析
第3章 固废基高铁硫铝酸盐胶凝材料制备试验研究
    3.1 引言
    3.2 固废基高铁硫铝酸盐胶凝材料熟料的制备
        3.2.1 生料配比设计
        3.2.2 煅烧工况设计
        3.2.3 熟料制备流程
    3.3 固废基高铁硫铝酸盐胶凝材料熟料性质分析和胶凝材料性能测试
        3.3.1 熟料化学成分分析
        3.3.2 熟料矿物组成分析
        3.3.3 胶凝材料机械和物理性能
            3.3.3.1 抗压强度
            3.3.3.2 凝结时间
    3.4 固废基高铁硫铝酸盐胶凝材料熟料煅烧温度优化
        3.4.1 不同煅烧温度设计
        3.4.2 煅烧温度对熟料矿物组成的影响
        3.4.3 煅烧温度对胶凝材料抗压强度影响
    3.5 本章小结
第4章 固废基硫铝酸盐高性能胶凝材料的水化和特性研究
    4.1 引言
    4.2 固废基硫铝酸盐高性能胶凝材料
    4.3 固废基硫铝酸盐高性能胶凝材料的机械性能
        4.3.1 抗压强度
        4.3.2 抗折强度
    4.4 固废基硫铝酸盐高性能胶凝材料的水化特性研究
        4.4.1 水化放热分析
        4.4.2 水化产物XRD图谱
        4.4.3 水化产物同步热分析曲线
        4.4.4 水化产物微观形貌
    4.5 固废基硫铝酸盐高性能胶凝材料重金属固化特性研究
        4.5.1 胶凝材料中重金属含量测定
        4.5.2 胶凝材料水化浆体重金属浸出浓度
        4.5.3 胶凝材料水化浆体重金属固化率
    4.6 本章小结
第5章 固废基高铁硫铝酸盐胶凝材料抗侵蚀特性研究
    5.1 引言
    5.2 固废基高铁硫铝酸盐胶凝材料
        5.2.1 胶凝材料熟料成分分析
        5.2.2 胶凝材料中外加剂添加比例
    5.3 固废基高铁硫铝酸盐胶凝材料的长期机械性能
    5.4 固废基高铁硫铝酸盐胶凝材料抗Na_2SO_4溶液侵蚀性能
        5.4.1 抗不同浓度Na_2SO_4溶液侵蚀性能
        5.4.2 砂浆试块断面形貌
        5.4.3 抗Na_2SO_4溶液侵蚀机理分析
    5.5 固废基高铁型硫铝系胶凝材料抗MgCl_2溶液侵蚀性能
        5.5.1 抗不同浓度MgCl_2溶液侵蚀性能
        5.5.2 砂浆试块断面形貌
        5.5.3 抗MgCl_2溶液侵蚀机理分析
    5.6 本章小节
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间主要成果
学位论文评阅及答辩情况表


【参考文献】：
期刊论文
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[2]混凝土硫酸盐侵蚀与抗硫酸盐侵蚀对策研究综述[J]. 王瑜玲,王春福.  广东建材. 2019(01)
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[4]工业固废现状与资源化利用探讨[J]. 蓝子栋.  河南科技. 2018(29)
[5]城市一般工业固废现状及对策研究[J]. 黄东升.  资源节约与环保. 2018(09)
[6]海工硅酸盐水泥强度性能及抗氯离子侵蚀能力的影响因素[J]. 吴燕鳌.  福建建材. 2018(08)
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硕士论文
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[2]磷石膏中的磷和氟对硅酸盐水泥水化影响的机理研究[D]. 孙正.武汉理工大学 2010
[3]硫酸盐侵蚀下混凝土的耐久性分析[D]. 汤海昌.南京理工大学 2008



本文编号：3640371