改性锂渣硅铝酸盐混凝土的研究

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1、重庆大学硕士学位论文改性锂渣硅铝酸盐混凝土研究姓名：陈鹏申请学位级别：硕士专业：材料科学与工程指导教师：陈剑雄20070420中文摘要摘要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

2、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：①L

3、WEC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～8348cm2／g，堆积密度为0．79／era3～O．89／cm3，密度为2．19／cm3～2．3

4、9／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重庆大学硕士学位论文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

5、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(GB11968-2006)。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

6、用意义。关键词：锂渣，改性，碱激发，养护制度，浇注稳定性，微观结构Ⅱ英文摘要AbstractThispaperstudiesthatlithiumslagwithmainingredientsofamorphoussilica,alumina,throughappropriatephysicalandchemicalmodificationprocesstochangethenatureoflithiumacidresidue．tobemodifiedpowderwithnon-steadystate(amorphousandcrystalline-state)silicate，alumina

7、teandsilicate,appropriatetotheAlkaliaetivation,bemadehydrauliccementitiousmaterials．Threemajorstudiesofalumino-silicateconcrete：thelightalumino-silicateconcreteoflime-physicalmodification(LWEC)；alkali