粘土—硅质石屑—石灰体系水热合成特性及应用研究

摘要

在新型墙体材料中，一种主要由钙质材料和硅质材料通过高温蒸汽养护由水热合成反应形成的硅酸盐混凝土制品得到了重点推广与应用。工业废渣粉煤灰或河砂一般被用来作为硅质材料。而在我国有大量的硅质石屑因为粘土含量过高而被当作废弃物堆积起来。 针对当前普遍认为粘土是蒸压灰砂硅酸盐混凝土制品的有害成分，本文通过水洗含粘土硅质石屑，把粘土作为一个组分，设计了粘土—硅质石屑—水泥—石灰水热合成反应体系。通过对体系水热合成硬化体的抗压强度、比表面积、结合水量和pH值的研究，分析了不同水热合成制度对硬化体性能的影响，重点考察了不同粘土掺量对其性能的影响。研究表明，粘土在水热条件下能参与体系的水热合成反应，在一定粘土掺量范围内，粘土不仅没有降低硬化体的性能，反而有利于硬化体性能的提高。 通过XRD和SEM微观测试手段，研究了粘土—硅质石屑—水泥—石灰体系水热合成硬化体组成的微观结构。结果表明，该体系在水热条件下的主要水化产物是CSH(B)、托贝莫来石、水石榴石；而一定含量范围内的粘土几乎全部参与了水热合成反应。随着水热合成条件不同，产生了不同结晶程度的CSH(B)、托贝莫来石；不同粘土的掺量也产生不同结晶程度的水化产物，在适当水热激发条件下，含10﹪～15﹪粘土体系中的水化产物结晶结构较好，水化产物密实。 根据对粘土—硅质石屑—水泥—石灰体系水热合成硬化体的研究，利用二氧化硅含量在85﹪以上的含泥石屑为主要硅质材料，制备蒸压加气硅酸盐混凝土制品是完全可行的。本研究利用不同含粘土量的硅质石屑作为硅质材料成功地制备了B05、B06级加气混凝土。通过配合比设计、发气研究、加气混凝土的性能测试，得出了用不同含粘土量石屑制备加气混凝土的适宜配方及关键工艺参数。同一般砂加气混凝土一样，含粘土硅质石屑—石灰加气混凝土的主要水化产物是水化硅酸钙、托贝莫来石和水石榴石，其孔壁结构均匀密实，能够形成较好的加气混凝土结构体系。利用固体废弃物含粘土硅质石屑在实验室制备的B05、B06级加气混凝土，达到了国家标准要求。如果能加以产业化，不仅利废、环保，而且具有显著的经济效益和社会效益，其意义深远和重大。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪 论

第2章 实验原材料及主要仪器

第3章 粘土-硅质石屑-石灰体系水热合成研究

第4章 水热合成硬化体微观结构与机理分析

第5章 石屑作为硅质材料制备加气混凝土

第6章结论

参考文献

致谢

附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文