【硕士】改性锂渣硅铝酸盐混凝土研究

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内容简介

　　【硕士】改性锂渣硅铝酸盐混凝土研究　　授予学位：硕士　　学位授予单位：重庆大学　　学位年度：2007　　 本文研究的硅铝酸盐混凝土是以含无定型的si02、A1203为主要成份的锂渣，通过适当的物理化学改性工艺以改变锂渣酸性渣体的性质，得到以非稳定态(无定型及亚结晶态)的硅酸盐、铝酸盐及硅铝酸盐为主的改性粉体，以适宜的碱组分激发，制成水硬性胶凝材料的通称。主要研究三类硅铝酸盐混凝土：石灰一物理改性锂渣轻质硅铝酸盐混凝土(LWEC)，碱矿渣—化学改性锂渣硅铝酸盐混凝土(JHEC)和硅铝酸盐碱加气混凝土(AHEC)。　　 采用物理化学两种方法，对锂渣进行改性。物理改性为：通过加入适量石灰，及钙盐外加剂改善锂渣碱性和粉磨效果，通过机械粉磨，得到改性粉体。采用常压干湿热养护，将得到的物理改性粉体作为胶凝材料制作成轻质硅铝酸盐混凝土(LWEC)。锂渣化学改性工艺采用：加入改性剂，经1000℃左右煅烧，急速冷却后，进而粉磨成一定细度的化学改性粉体。微观研究表明，绝大部分粉体颗粒呈细分散状态非晶质玻璃体，颗粒较细呈类球状，分布均匀，整体呈蜂窝状结构。和原状锂渣相比，已经完全改变了微观形貌和化学成分。将该化学改性粉体加入碱矿渣砂浆中(JHEC)，能明显改善碱矿渣砂浆的性能。也可以作为碱矿渣加气混凝土主要组分之一，制备硅铝酸盐加气混凝土(AHEC)。　　 本文主要研究结果如下：　　①LWEC在干湿热带模养护条件下，抗压强度可达到40～50MPa左右，抗折强度可达9～llMpa左右，试件表干密度为1600kg／m3左右。最佳养护制度：升温速度30℃m，恒温温度180℃，恒温时间4h。与同等级强度蒸压养护的轻质灰砂硅酸盐混凝土试件能耗方面比较，常压干湿热养护比蒸压湿热养护要节省45％以上的能源，表干密度降低11％左右。　　②高温化学改性锂渣最佳的工艺参数：煅烧温度1000℃，煅烧时间45min。煅烧后粉体经过急速冷却，粉磨15min后得到化学改性粉体。其比表面积为7350ctn2／g～8348 cm2／g，堆积密度为0．79／era3～O．89／cm3，密度为2．19／cm3～2．39／era3。　　③在JHEC中掺入化学改性粉体AF3，能改善砂浆性能。当AF3掺入为10％～20％时，增强碱矿渣砂浆的强度，凝结时间延长。当AF3掺入30％时，28d强度发展比纯矿渣砂浆好，但是56d强度两者持平。随着掺量增加，超过40％后，砂浆强度开始下降。当AF3掺入60％，28d强度抗折，抗压强度强度等级与32．5波特兰水泥相当。经过实验发现，通过加入化学改性粉体能抵制碱矿渣胶凝材因干燥引起的收缩，起到了对碱矿渣胶凝材料的综合改性。　　④通过X衍射和电镜扫描对JHEC净浆进行了微观分析，发现水化产物以沸石类矿物为主，从水化产物结晶度来看，加入AF3的JHEC净浆，使矿渣颗粒水化更加彻底，更利于胶凝材料形成一个整体。　　⑤成功地制成了硅铝酸盐碱加气混凝土(AHEC)，得出最佳的生产工艺参数。在实验中采用三种养护方式，蒸汽养护，热水养护和标准养护，分别得出了试件最佳的养护制度。通过实验发现经过蒸汽养护得到的试件性能较其它两种养护方式好。　　⑥测试了经过蒸汽养护的AHEC试件干缩性能，吸水率，以及试件导热性能，得出性能指标均很好满足蒸压加气混凝土砌块国家标准(GB 11968-2006)。　　本工作主要研究如何高效利用酸性渣体，使大量堆积锂废渣，得到新的利用，提高经济附加值。总结了关于典型酸性渣体改性方法及其应用的规律性结果，对工业酸性废渣的开发和应用具有指导作用。因而具有良好的实用意义。　　 　　

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