废弃粘土砖对再生水泥熟料烧成及性能的影响

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1、硕士学位论文废弃粘土砖对再生水泥熟料烧成及性能的影响EffectofWasteClayBrickontheClinkerFormationandPropertyofRecycledCementClinker学号：21006006大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含

2、其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：麈虿睦堕塑燃逯塑盟蹦燧盆丞幽蜩作者签名：夔羞日期：』丝堑三年—厶月止日大连理工大学硕士学位论文摘要全组分废弃混凝土再生水泥技术是废弃混凝土原级资源化利用的有效方式，不仅可以大幅提高废弃混凝土的资源化利用水平、有效降低环境负荷，同时能够缓解目前水泥工业所需天然矿产资源日趋匮乏的局面。实际的建筑垃圾中，废弃混凝土往往与废弃粘土砖(包括其表面

3、包裹的废砂浆)混杂在一起；如果对其进行分离处理，不仅技术上比较困难，而且势必会提高再生水泥的生产成本。此外，废弃粘土砖中的Si02和A1203大部分以玻璃体形态存在，具有火山灰活性；如果能够利用其中的活性Si02部分替代废弃混凝土原料中由砂提供的惰性Si02作为硅质原料，则可以改善再生水泥的生料易烧性、提高熟料质量。因此，根据我国现阶段建筑垃圾的组成特点，从优化再生水泥性能、减少原料分离成本、提高建筑垃圾利用率的角度，需研究废弃粘土砖对再生水泥熟料烧成及性能的影响，探讨再生水泥对复杂原料的适应性，为实

4、现全组分废弃混凝土再生水泥的工业化生产和实际应用奠定基础。论文首先分析了废弃粘土砖的化学成分和矿物组成，结合CaO．Si02一A1203三元系统组成的浓度三角形分析，从理论上探讨了废弃粘土砖作为硅质原料煅烧硅酸盐水泥熟料的可行性。在此基础上，通过试验研究了废弃粘土砖配料对熟料烧成及其矿物特性的影响：以废弃粘土砖及其表面包裹的废旧砂浆为硅质原料煅烧水泥熟料，并采用传统粘土质原料配料作为对比试样；设计不同的率值匹配和煅烧温度，通过易烧性试验、XRD、岩相分析等试验方法，研究各率值匹配和煅烧温度下生料的易烧

5、性以及烧成熟料的矿物特性。试验结果表明：废弃粘土砖作为硅质原料煅烧硅酸盐水泥熟料是完全可行的；与粘土配料相比，在相同率值匹配下，废弃粘土砖配料的生料易烧性更好；废弃粘土砖和粘土配料所烧成熟料与工业熟料相比，四种主要矿物衍射峰的峰型、峰位基本一致，废弃粘土砖配料烧成熟料的矿物发育更完整、结晶程度更高；在相同石膏掺量、粉磨制度和工艺条件下，分别以废弃粘土砖配料烧成熟料和工业熟料制备P·I型水泥，废弃粘土砖配料试样的3d抗压强度略低，但28d抗压强度高于工业熟料试样的38．66％。这部分研究不仅可为后续试验

6、的配料设计和确定烧成温度提供依据，同时也是分析废弃粘土砖对再生水泥熟料烧成和性能影响的理论基础。论文进一步研究了不同比例的废弃粘土砖和废弃混凝土混合配料对再生水泥熟料烧成及性能的影响。基于课题组前期研究成果以及本论文第一部分的试验结果，选取适宜的率值匹配和烧成温度；设计废弃粘土砖与废弃混凝土按照三种不同比例(4：1、1：1、1：4)参与生料配料，以完全废弃粘土砖配料和废弃混凝土配料作为对比试样；研究了各试验组再生水泥的生料易烧性、熟料矿物组成和矿物形貌、水泥净浆强度以及水化产废弃粘土砖对再生水泥熟料烧

7、成及性能的影响物的微观形貌。试验结果表明：随着废弃粘土砖在生料配料中所占比例的提高，熟料中fiCaO增加(但均在国标限值1．5％以下)；烧成熟料的外观越接近工业熟料，且A矿结晶程度提高，发育越好；熟料矿物的衍射特征峰愈加尖锐且愈高；烧成熟料所制备的再生水泥在不同龄期的水化强度均有所提高。为了探讨废弃粘土砖对全组分废弃混凝土再生水泥熟料烧成及性能的影响机理，论文对不同原料和率值配料进行了熟料烧成动力学参数的计算分析。对废弃粘土砖配料和粘土配料的分析结果表明：不同率值匹配和煅烧温度下，废弃粘土砖配料煅烧熟

8、料，硅酸三钙C3S形成的表观活化能均低于粘土配料，表明废弃粘土砖作为硅质原料比粘土质原料更具有降低熟料烧成热耗的潜力和节能优势；在石灰饱和系数KH相对较高时，硅率SM对熟料烧成动力学的影响甚微，表明废弃粘土砖作为硅质原料时可以考虑选择两高率值配料。对不同比例废弃粘土砖和废弃混凝土混合配料的分析结果表明：随着废弃粘土砖在生料配料中所占比例的提高，C3S形成的表观活化能提高，表明对于混合配料煅烧的再生水泥熟料，废弃混凝土中杂质离子(助熔矿化)、未水化水泥颗粒