《王薇中期报告》PPT课件

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1、无熟料矿渣粉煤灰复合胶凝材料的研究学号：S20050297专业：环境工程姓名：王薇指导老师：倪文(教授)1前言1.1研究目的和意义在资源匮乏、能源短缺、环境问题日益严重的现代社会，人类对于可持续发展的需求日趋迫切，也对传统工业生产提出了更高的要求。自从上个世纪以来，以矿渣为主要成分的碱激发矿渣水泥，石膏－石灰激发矿渣水泥等无熟料水泥，很多研究者都对此进行了研究和工业化应用，但由于存在各种缺陷，大部分已经停止使用。由于这类胶凝材料在环保方面具有广阔的发展前景，因此人们一直没有停止过探索和研究。本研究课题

2、以矿渣和粉煤灰为主要原料，添加提高物质活性的激发剂，制备无熟料矿渣粉煤灰复合胶凝材料。这种胶凝材料的制备可以利用更多的工业固体废弃物，变废为宝；另外，本实验采用凝石的生产技术，免去了传统水泥生产的“二磨一烧”的工艺，节约能耗，减少有害气体排放。1.2研究内容本课题以矿渣和粉煤灰为主要原料，掺加石膏和自制的复合激发剂，进行标准砂浆试验，制备标号可达普通硅酸盐水泥52.5强度等级的胶凝材料。具体的研究思路如下：（1）通过机械方法和化学激活方法对矿渣进行活性激发，提高矿渣的水化反应，从而达到提高胶凝材料强度的

3、目的。（2）通过试验确定影响无熟料矿渣粉煤灰胶凝材料强度的因素，并确定出最佳的试验配比。（3）对胶凝材料的其它物理性能进一步研究和测定。（4）通过SEM、XRD等试验手段，分析胶凝材料的微观结构和水化硬化机理。（5）对无熟料矿渣粉煤灰胶凝材料进行经济效益分析和环境效益分析。2试验原料和试验方法2.1试验原料2.2.1矿渣矿渣为柳州钢铁公司提供的的水淬高炉渣，烘干后磨细至比表面积520m2/kg左右，比重为2.92g/cm3，其化学成分见表2.1。化学成分CaOSiO2MgOAl2O3含量（％）35.50

4、31.359.5216.69由矿渣的XRD分析可知，矿渣的主要矿物组成以玻璃体为主，含有黄长石物相,其特征峰为2.85Å，1.75Å，3.07Å。2.2.2粉煤灰试验所用粉煤灰由柳州蓝资科技有限公司提供，烘干后磨细至比表面积600m2/kg，比重为2.24g/cm3，其化学成分见表2.2。化学成分CaOSiO2MgOAl2O3含量（％）5.9740.821.4135.87由粉煤灰的XRD分析可知，粉煤灰中主要矿物组成为莫来石和石英。石英的特征峰为3.39Å，4.25Å，1.59Å；莫来石的特征峰为5.3

5、9Å，2.20Å，1.52Å。3.2.3石膏实验所用石膏由柳州蓝资科技有限公司提供，SO3含量为36.2％。从石膏的XRD图谱分析可知，其所含的主要结晶物质是CaSO4·0.6H2O。试验设备SMΦ500×500试验磨，上虞道墟栋林化验仪器厂，2003；QM-4H球磨机，南京桑力电子设备厂，1995；CS101－3E电热鼓风干燥箱，重庆四达试验仪器有限公司，1995；SJ-ISO水泥净浆搅拌机，沈阳市北方检测仪器厂；YDT90S-8/4砂浆搅拌器，浙江德东电机股份有限公司；ZS－15型水泥胶砂振实台，无

6、锡市建筑材料仪器实验室，2002；YES－300数显压力试验机，长春市第一材料试验厂，最大负荷300KN；YH－40B型标准恒温恒湿养护箱，天津市路达建筑仪器有限公司；图2.3砂浆工艺流程示意图矿渣粉煤灰石膏粉煤灰石膏粉矿渣粉激发剂煤灰混合均匀搅拌成型标养测性能3矿渣的活性激发3.1复合激发剂掺量的影响3.2石膏掺量的影响编号矿渣石膏复合激发剂B19145B28965B38785B485105B583125石膏掺量试验结果钙矾石形成连续均匀的空间网络骨架，并通过CSH凝胶的均匀填充使浆体结构不断密实，从

7、而使强度不断提高。3.3矿渣比表面积的影响编号比表面积（m2/kg抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）3d7d28d3d7d28dC14006.407.898.1724.8436.0941.25C25006.8812.4512.2436.3447.5953.51C36005.0511.1812.0236.6045.0650.233.4水化机理和形貌图3d的主要水化产物为CHS凝胶，浆体表面覆盖有少量水化产物，可以看到未水化的矿渣产物被CHS凝胶包裹，少许纤维状的CHS凝胶和针状钙矾石的混合相。随着龄期的

8、增长，到了28d，试块的空隙变少了，主要生成了絮凝状水化产物，表面很少见到未水化的矿渣颗粒。矿渣在水化过程中生成较多的凝胶相，大空隙减少，微细孔增多，浆体结构变得更加致密，性能进一步提高。3.5小结(1)通过对矿渣进行机械激发和化学激发，获得很好的激发效果。(2)通过机械磨细的方法对矿渣进行活性激发，试验表明，矿渣的比表面积为500m2/kg时，激发效果较为理想，故后续试验采用矿渣的比表面积为500m2/kg。(2)通过添加石膏、复合激发剂