本文關(guān)鍵詞： 鎳石膏復(fù)合膠凝材料 鈦礦渣 激發(fā)劑 改性 泡沫混凝土　出處：《西南科技大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：鎳石膏是采用加壓酸浸法提鎳過程中產(chǎn)生的一種新型的工業(yè)副產(chǎn)石膏,其性質(zhì)與磷石膏相似。目前,我國(guó)工業(yè)副產(chǎn)石膏的排放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過利用量,其堆存量超過了 8億噸,工業(yè)副產(chǎn)石膏的堆積占用了大量土地,并污染環(huán)境、浪費(fèi)資源。本文利用未經(jīng)處理的鎳石膏與鈦礦渣、生石灰等原料制備了鎳石膏復(fù)合膠凝材料。但是,由于鎳石膏中可溶磷含量高,且鈦礦渣活性低,導(dǎo)致鎳石膏復(fù)合膠凝材料存在凝結(jié)慢,強(qiáng)度低的問題,因此選擇加入促凝劑和高活性摻合料對(duì)其進(jìn)行改性,研究改性后的鎳石膏復(fù)合膠凝材料的長(zhǎng)期強(qiáng)度、耐水性等性能,利用鎳石膏復(fù)合膠凝材料改性后的最優(yōu)配方制備泡沫混凝土,并研究了水灰比、泡沫摻量、減水劑摻量等因素對(duì)其性能的影響。研究結(jié)果表明:鎳石膏中的可溶性磷會(huì)對(duì)體系的凝結(jié)時(shí)間和強(qiáng)度產(chǎn)生不良影響,隨著鎳石膏摻量的增加,基體的強(qiáng)度降低,因此,鎳石膏的摻量不宜過高,基于廢渣資源化利用和鎳石膏復(fù)合膠凝材料的綜合性能考慮,確定鎳石膏摻量為40%。單摻生石灰、NaOH和水玻璃作為激發(fā)劑時(shí),生石灰的激發(fā)效果最好,最佳摻量為6～8%,而NaOH和水玻璃摻量較少時(shí)不能激發(fā)基體產(chǎn)生強(qiáng)度。相較鎳石膏而言,鈦礦渣對(duì)鎳石膏復(fù)合膠凝材料早期性能影響更大。加入水泥替代部分鈦礦渣可以提高基體的早期和后期強(qiáng)度,其與生石灰共同激發(fā),大大提高了基體的致密度,但水泥的摻量不宜超過10%。硫鋁酸鹽水泥、KAl(SO4)2.12H2O 和 Al2(SO4)3.18H2O 等促凝劑的加入顯著縮短了凝結(jié)時(shí)間,但是對(duì)強(qiáng)度影響較小;高性能摻合料偏高嶺土和硅灰對(duì)凝結(jié)時(shí)間的影響較小,但是均能提高基體的早期和后期強(qiáng)度,偏高嶺土的作用更強(qiáng)。硫鋁酸鹽水泥與偏高嶺土復(fù)摻既能縮短凝結(jié)時(shí)間又能提高基體的強(qiáng)度;在硫鋁酸鹽水泥和偏高嶺土摻量分別為2%和4%時(shí)制備出了初凝、終凝時(shí)間為132min和298min,3d、7d和28d抗壓強(qiáng)度為6.45MPa、13.32MPa和23.96MPa的鎳石膏復(fù)合膠凝材料。蒸養(yǎng)時(shí)早期強(qiáng)度大大增加,其后期強(qiáng)度基本與自然養(yǎng)護(hù)試樣相當(dāng)。改性后試樣的強(qiáng)度隨齡期延長(zhǎng)繼續(xù)增加,耐水性顯著提高。利用改性后的鎳石膏復(fù)合膠凝材料作為膠材,在水灰比為0.45,減水劑摻量為0.25%,LiOH摻量為0.2%時(shí),在不同的泡沫摻量情況下可以制備出性能滿足國(guó)標(biāo)要求的A04～A10級(jí)泡沫混凝土。
[Abstract]:Nickel gypsum is a new type of industrial by-product gypsum produced in the process of nickel extraction by pressurized acid leaching. Its properties are similar to that of phosphogypsum. At present, the discharge amount of industrial by-product gypsum in China is far more than the utilization amount, and its heap stock exceeds 800 million tons. The accumulation of industrial by-product gypsum occupies a large amount of land, pollutes the environment and wastes resources. In this paper, nickel gypsum composite cementitious material was prepared from raw materials such as untreated nickel gypsum, titanium slag, quicklime and so on. Due to the high content of soluble phosphorus in nickel gypsum and the low activity of titanium slag, the nickel gypsum composite cementitious material has the problems of slow setting and low strength. Therefore, it is modified by adding coagulant and high active admixture. The long-term strength and water resistance of the modified nickel-gypsum composite cementing material were studied. The optimum formulation of the modified nickel-gypsum composite cementitious material was used to prepare the foamed concrete, and the water-cement ratio and foam content were also studied. The results show that the soluble phosphorus in the nickel gypsum has a negative effect on the setting time and strength of the system, and the strength of the matrix decreases with the increase of the content of nickel gypsum. The amount of nickel gypsum should not be too high. Considering the utilization of waste slag and the comprehensive properties of nickel-gypsum composite cementing material, it is determined that the amount of nickel gypsum is 40%. When NaOH and sodium silicate are used as activators, the activation effect of quicklime is the best. The optimum addition amount is 6 ~ 8%, but when the content of NaOH and sodium silicate is small, the matrix strength can not be excited. Compared with nickel gypsum, The effect of titanium slag on the early performance of nickel-gypsum composite cementitious material is more significant. Adding cement to replace part of titanium slag can improve the early and late strength of matrix, which is excited with quicklime and greatly improves the density of matrix. But the content of cement should not exceed 10. The addition of coagulant such as KAlso _ 4H _ 2O and Al2(SO4)3.18H2O obviously shortens the setting time, but has little effect on the strength, and the high performance admixture metakaolin and silica fume have little effect on the setting time. However, both of them can improve the early and late strength of the matrix, and the effect of metakaolin is stronger. The addition of sulphoaluminate cement and metakaolin can not only shorten the setting time but also improve the strength of the matrix. When the content of sulphoaluminate cement and metakaolin were 2% and 4 respectively, the initial setting was prepared, and the final setting time was 132min and 298min respectively. The compressive strength of nickel gypsum composite was 6.45MPa (13.32MPa) and 23.96MPa (28d) respectively. The later strength of the modified sample is similar to that of the natural curing sample. The strength of the modified sample continues to increase with the increase of age, and the water resistance of the modified sample increases significantly. The modified nickel-gypsum composite cementing material is used as the cementing material. When the water-cement ratio is 0.45 and the water reducer content is 0.25 and LiOH is 0.2, the A04A10 foam concrete with different foam content can be prepared.
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ177.375

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