本文關(guān)鍵詞：磷石膏基加氣砌塊的基礎(chǔ)研究

  更多相關(guān)文章： 磷石膏 復(fù)合膠凝材料 加氣砌塊 抗壓強(qiáng)度 干密度

【摘要】：磷石膏是濕法制取磷酸過程的工業(yè)副產(chǎn)品,每生產(chǎn)1噸磷酸約排出5噸磷石膏。目前中國(guó)的磷石膏利用率僅為15%左右,累計(jì)堆存量已超過1億噸。磷石膏大多采用露天堆放儲(chǔ)存處理,這樣不僅大量占用土地資源并且容易在雨水的沖刷下滲入到地下水系統(tǒng),造成環(huán)境破壞和污染。因此如何實(shí)現(xiàn)磷石膏的高效、清潔利用,是今后磷石膏資源化利用的主要研究方向。本文以磷石膏為主要原料,復(fù)配適量的礦渣粉、水泥熟料和生石灰制備磷石膏基復(fù)合膠凝材料。這種膠凝材料屬于新型的建筑墻體材料,能夠滿足大多數(shù)墻體建材的強(qiáng)度需要。在前者的基礎(chǔ)上,加入鋁粉發(fā)氣劑后制備得到的加氣混凝土砌塊,具有輕質(zhì)、隔音吸聲、耐火耐熱性能好等優(yōu)點(diǎn),是一種新型的綠色環(huán)保材料。磷石膏基加氣砌塊的生產(chǎn),不僅可以大量利用磷石膏、礦渣等工業(yè)固體廢棄物,符合發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略,而且其本身屬于國(guó)家政策鼓勵(lì)發(fā)展的新型墻體材料,必將成為新型高層建筑墻體所需的綠色節(jié)能生態(tài)材料。本論文通過對(duì)磷石膏基復(fù)合膠凝材料的制備工藝、外加劑和改性磷石膏對(duì)復(fù)合膠凝材料性能的影響以及磷石膏基加氣砌塊的制備工藝的實(shí)驗(yàn)研究。得到了以下結(jié)論：(1)通過單因素實(shí)驗(yàn)考察了磷石膏的摻量、水泥熟料摻量、生石灰的摻量對(duì)復(fù)合膠凝材料影響。最終確定了磷石膏基復(fù)合膠凝材料的最佳復(fù)合工藝配比,按質(zhì)量比有：m(磷石膏)/m(礦渣粉)/m(熟料)/m(生石灰)=50/30/15/5,水料比(W/G)為0.28；復(fù)合膠凝材料3d的抗壓強(qiáng)度約為29 MPa,7 d的抗壓強(qiáng)度為32 MPa左右,28 d的抗壓強(qiáng)度約為37 MPa。(2)由XRD和SEM的微觀分析可知,復(fù)合膠凝材料的水化產(chǎn)物主要是鈣礬石(AFt)和C-S-H凝膠。并且生成的水化產(chǎn)物越多,水化體系的結(jié)構(gòu)越為緊密,強(qiáng)度越高。(3)實(shí)驗(yàn)考察了外加劑氯化鈣、硫酸鈉、水玻璃和氟化鈉的加入對(duì)復(fù)合膠凝材料性能的影響。正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)得出了摻入的外加劑氯化鈣為0.6%,硫酸鈉為0.2%,水玻璃為0.6%,氟化鈉為0.3%時(shí),復(fù)合膠凝材料的3 d和28 d的抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大值分別為35.96 MPa、42.88 MPa,其強(qiáng)度分別提高了19.27%和20.89%。(4)實(shí)驗(yàn)研究了用改性磷石膏β型半水石膏部分代替二水磷石膏制備復(fù)合膠凝材料,發(fā)現(xiàn)隨著p型半水石膏的摻量增加,復(fù)合膠凝材料的凝結(jié)時(shí)間越短,標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量越大。并且可以略微提高復(fù)合膠凝材料的抗壓強(qiáng)度。(5)由XRD和SEM的微觀分析可知,改性磷石膏的摻入可以加速?gòu)?fù)合膠凝材料水化反應(yīng)速率,在水化7 d時(shí),體系的水化反應(yīng)已基本完成,體系的結(jié)構(gòu)已基本穩(wěn)定,表現(xiàn)在復(fù)合膠凝材料水化28 d和水化7 d時(shí)的抗壓強(qiáng)度相差不大。(6)通過單因素實(shí)驗(yàn)考察了發(fā)氣劑鋁粉的摻量、水料比(W/G)、堿激發(fā)/鋁粉、穩(wěn)泡劑/Al的不同比例以及拌和水溫度對(duì)加氣砌塊的干密度和抗壓強(qiáng)度的影響。(7)實(shí)驗(yàn)還研究了其它實(shí)驗(yàn)條件改變對(duì)磷石膏基加氣砌塊性能的影響,如CMC和表面活性劑的復(fù)配比例、正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)組外加劑的復(fù)配以及p型半水石膏部分代替二水石膏制備加氣砌塊。(8)通過上述不同實(shí)驗(yàn)條件下制備磷石膏基加氣砌塊的實(shí)驗(yàn)研究,得出：在發(fā)氣劑鋁粉的摻量為0.75‰、水料比(W/G)為0.31、氫氧化鈉/鋁粉的比例為2、穩(wěn)泡劑CMC/A1比例為0.75、拌和水溫度為20℃、CMC/表活劑=1：1時(shí)制備得到的磷石膏基加氣砌塊的干密度約為720 kg/m3-760 kg/m3,抗壓強(qiáng)度約為5.25 MPa～5.65 MPa,快速法的干燥收縮值小于0.8 mm/m,抗凍性測(cè)試時(shí)的質(zhì)量損失小于5%,達(dá)到了GB/T 11968-2006《蒸壓加氣混凝土砌塊》中合格品B07的要求；(9)由XRD和SEM的微觀分析可知,相比較于磷石膏基復(fù)合膠凝材料的水化產(chǎn)物,加氣砌塊試樣的水化產(chǎn)物鈣礬石(AFt)和C-S-H凝膠減少很多,體系的結(jié)構(gòu)沒有那么緊密整體,表現(xiàn)在抗壓強(qiáng)度大幅降低。(10)以生產(chǎn)50萬噸磷石膏基復(fù)合膠凝材料和20萬m3磷石膏基加氣砌塊為計(jì)算依據(jù),進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,分析結(jié)果表明：磷石膏基復(fù)合膠凝材料和磷石膏基加氣砌塊這兩個(gè)項(xiàng)目都具有較好的環(huán)境和社會(huì)效益,符合我國(guó)資源綜合利用、生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向,具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),應(yīng)用前景廣闊、市場(chǎng)潛力大。
【關(guān)鍵詞】：磷石膏 復(fù)合膠凝材料 加氣砌塊 抗壓強(qiáng)度 干密度
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU522.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第一章 緒論13-25
• 1.1 磷石膏概述13-19
• 1.1.1 磷石膏的產(chǎn)生13
• 1.1.2 磷石膏的特性13-14
• 1.1.3 磷石膏的利用現(xiàn)狀14-18
• 1.1.4 磷石膏的利用存在的問題18-19
• 1.2 加氣砌塊概述19-23
• 1.2.1 加氣砌塊的簡(jiǎn)介19
• 1.2.2 加氣砌塊的分類與特性19-22
• 1.2.3 加氣砌塊的利用現(xiàn)狀22-23
• 1.3 論文研究的目的及意義23-25
• 1.3.1 研究目的23-24
• 1.3.2 研究意義24-25
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料和方法25-37
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料、儀器及試劑25-29
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)主要原料25-28
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備28-29
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)主要化學(xué)試劑29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容29-32
• 2.2.1 磷石膏基膠凝材料的制備機(jī)理29-31
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容31-32
• 2.3 實(shí)驗(yàn)的技術(shù)路線和實(shí)驗(yàn)方法32-37
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)的技術(shù)路線圖32
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)方法32-33
• 2.3.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法33-37
• 第三章 磷石膏基復(fù)合膠凝材料的試驗(yàn)研究37-45
• 3.1 磷石膏與礦渣粉的雙摻變化對(duì)復(fù)合膠凝材料性能的影響37-38
• 3.2 不同水泥熟料摻量變化對(duì)復(fù)合膠凝材料性能的影響38-39
• 3.3 不同生石灰摻量變化對(duì)復(fù)合膠凝材料性能的影響39-41
• 3.4 磷石膏基復(fù)合膠凝材料的微觀分析41-43
• 3.4.1 磷孔膏基復(fù)合膠凝材料的XRD分析41-42
• 3.4.2 磷石膏基復(fù)合膠凝材料的SEM分析42-43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 第四章 外加劑和改性磷石膏對(duì)磷石膏基復(fù)合膠凝材料性能的影響45-59
• 4.1 外加劑對(duì)磷石膏基復(fù)合膠凝材料性能的影響及作用機(jī)理45-53
• 4.1.1 CaCl_2對(duì)磷石膏基復(fù)合膠凝材料性能的影響45-46
• 4.1.2 Na_2SO_4對(duì)磷石膏基復(fù)合膠凝材料性能的影響46
• 4.1.3 NaF對(duì)磷石膏基復(fù)合膠凝材料性能的影響46-47
• 4.1.4 水玻璃對(duì)磷石膏基復(fù)合膠凝材料性能的影響47-48
• 4.1.5 外加劑的復(fù)配對(duì)復(fù)合膠凝材料性能的影響48-50
• 4.1.6 摻入外加劑的磷石膏基復(fù)合膠凝材料的微觀分析50-53
• 4.2 改性磷石膏對(duì)磷石膏基復(fù)合膠凝材料性能的影響53-57
• 4.2.1 β型半水石膏的制備53
• 4.2.2 β型半水石膏的摻入對(duì)復(fù)合膠凝材料性能的影響53-55
• 4.2.3 摻入β型半水石膏的復(fù)合膠凝材料的微觀分析55-57
• 4.3 本章小結(jié)57-59
• 第五章 磷石膏基加氣砌塊的試驗(yàn)研究59-69
• 5.1 發(fā)氣劑鋁粉的摻量對(duì)磷石膏基加氣砌塊性能的影響59-60
• 5.2 不同的水料比(W/G)對(duì)磷石膏基加氣砌塊性能的影響60-61
• 5.3 氫氧化鈉/鋁粉的不同比例對(duì)磷石膏基加氣砌塊性能的影響61-62
• 5.4 穩(wěn)泡劑/鋁粉的的不同比例對(duì)磷石膏基加氣砌塊性能的影響62-63
• 5.5 不同的拌和水溫度對(duì)磷石膏基加氣砌塊性能的影響63
• 5.6 其它試驗(yàn)條件改變對(duì)磷石膏基加氣砌塊性能的影響63-64
• 5.7 磷石膏基加氣砌塊的微觀分析64-67
• 5.7.1 磷石膏基加氣砌塊的XRD分析64-65
• 5.7.2 磷石膏基加氣砌塊的SEM分析65-67
• 5.8 本章小結(jié)67-69
• 第六章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析69-83
• 6.1 應(yīng)用前景69-70
• 6.1.1 磷石膏基復(fù)合膠凝材料的利用潛力69
• 6.1.2 磷石膏基復(fù)合膠凝材料的應(yīng)用領(lǐng)域69-70
• 6.2 競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)分析70-72
• 6.2.1 磷石膏基復(fù)合膠凝材料70-72
• 6.2.2 磷石膏基加氣砌塊72
• 6.3 經(jīng)濟(jì)分析72-81
• 6.3.1 生產(chǎn)綱領(lǐng)72
• 6.3.2 主要設(shè)備及投資72-74
• 6.3.3 成本計(jì)算74-76
• 6.3.4 銷售額計(jì)算76
• 6.3.5 盈虧分析76-77
• 6.3.6 效益和利稅分析77-78
• 6.3.7 投資回收期分析(靜態(tài))78-80
• 6.3.8 投資利潤(rùn)率80-81
• 6.4 生態(tài)和環(huán)境效益分析81
• 6.5 本章小結(jié)81-83
• 第七章 結(jié)論、建議與創(chuàng)新83-86
• 7.1 結(jié)論83-85
• 7.2 建議85
• 7.3 創(chuàng)新85-86
• 致謝86-87
• 參考文獻(xiàn)87-92
• 附錄92

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：1023246