眾所周知,在采用水泥基材料對礦產(chǎn)、電鍍等工業(yè)產(chǎn)生的大量含重金屬酸性廢水中和沉渣進行固化/穩(wěn)定化處理或進行綜合利用時,由于其中的鋅、鉛等重金屬離子對水泥水化會產(chǎn)生嚴重緩凝作用,其固化/穩(wěn)定化處理效率和綜合利用率將明顯下降。關(guān)于鋅等重金屬離子對水泥基材料的緩凝及其作用機理,目前普遍認為是由于鋅離子或氫氧化鋅與氫氧化鈣反應(yīng),生成鈣鋅水合物,覆蓋在水泥顆粒表面,減慢了水分子的擴散速率所致。本文在進一步研究不同鋅鹽和氫氧化鋅對水泥水化緩凝作用規(guī)律的基礎(chǔ)上,通過“硅花園”、化學(xué)合成等方法,研究了硅酸鋅和鈣鋅水合物等的滲透特性,在此基礎(chǔ)上,剖析了鋅鹽與氫氧化鈣對水泥基材料的緩凝機理;進一步通過有機-無機復(fù)合,制備了一種超緩凝外加劑(NSR),研究了NSR對新拌和硬化水泥基材料性能的影響。研究結(jié)果表明:(1)摻鋅鹽或氫氧化鋅對水泥水化均具有明顯緩凝作用,摻ZnSO_4和Zn(OH)_2時,其緩凝作用均隨摻量增加而明顯增強,但摻加Zn(Ac)_2和ZnCl_2時,其緩凝作用隨摻量增加呈先增強,后反而有所削弱趨勢,其原因可能與Zn(Ac)_2、ZnCl_2與Ca(OH)_2反應(yīng)形成的Ca(Ac)_2、CaCl_2對水泥水化具有促進作用所致;(2)摻Zn(OH)_2對水泥膠砂抗折強度發(fā)展不利,摻量較小時,其對早期抗折強度影響較大,而對后期抗折強度影響甚小;摻量較大時,其對早期和后期抗折強度影響都較大,但摻加Zn(OH)_2可提高水泥膠砂抗壓強度。(3)硅花園實驗、硅酸鋅及化學(xué)合成鈣鋅水合物微觀結(jié)構(gòu)分析表明,硅酸鋅和鈣鋅水合物都不具有半透性,但硅酸鈣鋅具有半透性,由此推測,含鋅化合物對水泥基材料緩凝作用的機理可能是由于鋅離子部分取代鈣離子,形成硅酸鈣鋅,其半透性有所下降所致;其緩凝作用隨鋅鹽和氫氧化鋅摻量增加而越趨顯著,則可能是由于隨鋅離子取代率增大,其半透性逐漸下降,從而導(dǎo)致水分子向顆粒內(nèi)部的滲透速率逐漸下降所致。(4)將氫氧化鋅與有機緩凝劑復(fù)合可制備得到超緩凝外加劑,與摻氫氧化鋅相比,其緩凝時間大大延長,峰值溫度明顯下降,且有利于水泥膠砂試件的抗折抗壓強度發(fā)展,其超緩凝機理有待進一步研究。
【學(xué)位單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU528
【部分圖文】：

圖 2-1 自制半絕熱水化放熱溫升測試裝置凈漿電阻率測試圖 2-2 所示的非接觸式水泥混凝土電阻率分析儀測試水泥率變化。在測試環(huán)境溫度控制為（20 2）℃的實驗室內(nèi)，及含鋅化合物按水泥凈漿制備方法制備好后迅速倒入電阻至預(yù)設(shè)高度。經(jīng)過振搗后需保持試樣表面平整，為了防止具表面應(yīng)蓋上半圓環(huán)形蓋子，接口處用膠帶密封，并蓋上率 30s/次，開始測試。

圖 2-1 自制半絕熱水化放熱溫升測試裝置3）水泥凈漿電阻率測試采用如圖 2-2 所示的非接觸式水泥混凝土電阻率分析儀測試水泥凈漿水化中的電阻率變化。在測試環(huán)境溫度控制為（20 2）℃的實驗室內(nèi)，將 1600g、640g 水及含鋅化合物按水泥凈漿制備方法制備好后迅速倒入電阻分析儀的模具中，至預(yù)設(shè)高度。經(jīng)過振搗后需保持試樣表面平整，為了防止測試期間蒸發(fā)，模具表面應(yīng)蓋上半圓環(huán)形蓋子，接口處用膠帶密封，并蓋上恒溫恒濕罩置采集頻率 30s/次，開始測試。

第 2 章 摻含鋅化合物對水泥基材料性能的影響6 摻 Zn(OH)2對水泥膠砂強度的影響含鋅化合物對水泥膠砂強度影響的研究，選取典型的 Zn(OH)2作為含鋅化合的代表。實驗中發(fā)現(xiàn)，在摻加 Zn(OH)2的情況下，對嚴重緩凝的試件 24h 之后模會出現(xiàn)脫模斷裂現(xiàn)象，且在拆模后水中養(yǎng)護時會出現(xiàn)表面脫落現(xiàn)象（如圖 2-8示），故采取待所有第二水化放熱峰結(jié)束之后，即成型后 4d 拆模，為了得到更的對照空白組，同樣使空白組 4d 拆模，并一同置于水中養(yǎng)護至 7d、14d 并測試抗折抗壓強度。
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本文編號：2850091