多混合材复合水泥性能的研究

摘要

本研究的目的是在保证符合水泥性能的前提下，合理利用工业废渣，提高混合材的掺量，减少水泥熟料使用量，降低水泥生产成本，保护环境。实验以矿渣、粉煤灰、炉渣、铁合金渣、页岩及脱硫石膏等工业废弃物或低品位自然资源为原料，制备并研究多混合材复合水泥。
　　 论文研究了矿渣-粉煤灰-炉渣、矿渣-粉煤灰-铁合金渣、矿渣-粉煤灰-烧页岩三种体系的多混合材复合水泥，得到了三种体系多混合材复合水泥的最优配比。采用XRD、SEM等对多混合材复合水泥水化试样进行微观分析，探讨复合水泥水化机理。本文主要工作和取得的研究结果如下:
　　 1.矿渣主要物相为玻璃体;铁合金渣主要矿物为Gehlenite，以及少量的C2S、C3S和少量的玻璃体;粉煤灰中含有石英、莫来石、Fe2O3、Al2O3及部分玻璃体;页岩中的矿物成分主要为SiO2、方解石、白云母[KAl2Si3AlO10(OH)2]、(Na，K，Ca)2(SiAl)9O18·7H2O以及其他粘土类矿物;炉渣中主要矿物为莫来石，方石英及少量玻璃相;脱硫石膏中主要矿物为二水硫酸钙。
　　 2.矿渣活性指数为95％，粉煤灰活性指数为73％，炉渣活性指数为81％，烧页岩活性指数为66％，铁合金渣活性指数为70％，铁合金渣、矿渣具有一定的自身水硬性。可以用作水泥混合材。
　　 3.50％熟料用量的矿渣-粉煤灰-炉渣复合水泥、矿渣-粉煤灰-铁合金渣复合水泥及矿渣-粉煤灰-烧页岩复合水泥性能均满足p·C42.5的生产要求;35％熟料用量的矿渣-粉煤灰-炉渣复合水泥性能满足p·C32.5的生产要求。
　　 4.脱硫石膏替代天然石膏作为复合水泥缓凝剂，凝结时间、安定性均能达到国家标准，并且有利于复合水泥强度的提高。
　　 5.水泥熟料掺量及混合材种类均会影响复合水泥中混合材之间复合效应。混合材种类和掺量的改变对复合水泥水化产物的种类影响不大，主要水化产物为:水化硅酸钙、Ca(OH)2、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙等。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题目的及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 粉煤灰在水泥中的应用

1．2．2 矿渣在水泥中的应用

1．2．3 脱硫石膏的应用

1．2．4 页岩在水泥中的应用

1．2．5 铁合金渣在水泥中的应用

1．2．6 炉渣在水泥中的应用

1．2．7 混合材之间的复合效应

1．3 主要研究内容

第二章 实验原料与实验方法

2．1 实验原料

2．1．1 矿渣

2．1．2 铁合金渣

2．1．3 粉煤灰

2．1．4 页岩

2．1．5 炉渣

2．1．6 普通硅酸盐熟料

2．1．7 石膏

2．2 实验方案

2．3 实验方法

2．3．1 混合材活性指数的实验方法

2．3．2 混合材自身水硬性的实验方法

2．3．3 碱对混合材激发作用的实验方法

2．3．4 复合水泥的制备

2．3．5 复合水泥性能的检测

2．3．6 复合水泥的微观分析

2．4 实验设备

第三章 混合材活化性能的研究

3．1 混合材活性指数

3．2 混合材自身水硬性

3．3 碱对混合材激发作用

3．4 本章小结

第四章 混合材对复合水泥性能影响的研究

4．1 矿渣-粉煤灰-炉渣复合水泥

4．1．1 实验配比设计

4．1．2 实验结果

4．1．3 结果分析

4．1．4 最优配比

4．1．5 35％熟料的矿渣-粉煤灰-炉渣复合水泥实验设计

4．1．6 实验结果

4．1．7 结果分析

4．1．8 最优配比

4．2 矿渣-粉煤灰-铁合金渣复合水泥

4．2．1 实验配比设计

4．2．2 实验结果

4．2．3 结果分析

4．2．4 最优配比

4．3 矿渣-粉煤灰-烧页岩复合水泥

4．3．1 实验配比设计

4．3．2 实验结果

4．3．3 结果分析

4．3．4 最优配比

4．4 脱硫石膏对复合水泥性能的影响

4．5 本章小结

第五章 复合水泥水化产物及机理探讨

5．1 矿渣-粉煤灰-炉渣复合水泥微观分析

5．1．1 矿渣-粉煤灰-炉渣复合水泥XRD分析

5．1．2 矿渣-粉煤灰-炉渣复合水泥SEM分析

5．2 矿渣-粉煤灰-铁合金渣复合水泥微观分析

5．2．1 矿渣-粉煤灰-铁合金渣复合水泥XRD分析

5．2．2 矿渣-粉煤灰-铁合金渣复合水泥SEM分析

5．3 矿渣-粉煤灰-烧页岩复合水泥微观分析

5．3．1 矿渣-粉煤灰-烧页岩复合水泥XRD分析

5．3．2 矿渣-粉煤灰-烧页岩复合水泥SEM分析

5．4 水化机理探讨

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

附录