本文關(guān)鍵詞：硅酸鹽水泥熟料改性硫鋁酸鹽水泥性能

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【摘要】：硫鋁酸鹽水泥是我國自主研發(fā)的特種水泥,具有早期強度高、體積穩(wěn)定性好、碳排放低等特點,限制其大量推廣應用的關(guān)鍵在于生產(chǎn)硫鋁酸鹽水泥所需的鋁質(zhì)原材料要求較高,導致硫鋁酸鹽水泥生產(chǎn)成本較高。同時,硫鋁酸鹽水泥主要水化產(chǎn)物鈣礬石堿度較低,在二氧化碳長期侵蝕下容易發(fā)生碳化反應而分解,引起硫鋁酸鹽水泥混凝土承載能力下降。因此,對硫鋁酸鹽水泥進行改性是其必然要求,在熟料中復合部分硅酸鹽水泥熟料是對硫鋁酸鹽水泥進行改性最有效的途徑。磷石膏是濕法生產(chǎn)磷酸過程中排放的固體廢棄物,主要成分為CaSO4·2H2O,還含有少量磷、氟、酸不溶物等雜質(zhì),限制了其資源化利用。為了提高磷石膏資源化利用,同時考慮到磷石膏中雜質(zhì)對硫鋁酸鹽水泥基本性能影響較小的特點,選擇磷石膏作為混合水泥的后摻石膏。改變硫鋁酸鹽水泥熟料與硅酸鹽水泥熟料配比,摻加不同量的磷石膏配制硫鋁酸鹽水泥熟料-硅酸鹽水泥熟料-磷石膏三元混合水泥。研究硅酸鹽水泥熟料摻量對硫鋁酸鹽水泥標準稠度、凝結(jié)時間以及抗壓強度、砂漿干縮性能的影響,并通過水化放熱速率分析混合水泥的水化過程。研究結(jié)果表明:摻入硅酸鹽水泥熟料促進了硫鋁酸鹽水泥的水化反應,增加了硫鋁酸鹽水泥的標準稠度,縮短了凝結(jié)時間,提高了硫鋁酸鹽水泥的早期強度,但是對后期強度發(fā)展不利。硫鋁酸鹽水泥水化產(chǎn)物堿度較低,摻入部分硅酸鹽水泥熟料改變了硫鋁酸鹽水泥水化產(chǎn)物組成,增加硫鋁酸鹽水化產(chǎn)物的堿度。硫鋁酸鹽水泥發(fā)生碳化反應時,混凝土強度降低,碳化侵蝕前后水化產(chǎn)物X射線衍射光譜分析(XRD)表明硫鋁酸鹽水泥強度降低的主要原因是碳化過程中鈣礬石分解。在硫鋁酸鹽水泥中摻入部分硅酸鹽水泥熟料,增強了硫鋁酸鹽水泥抵抗碳化侵蝕的能力。在磷石膏摻量為20%的硫鋁酸鹽水泥中,摻入10%的硅酸鹽水泥熟料后硫鋁酸鹽水泥混凝土的90d碳化系數(shù)由73.12%提高到85.45%,接近于同條件下硅酸鹽水泥混凝土的碳化系數(shù)。采用了水洗、石灰中和、快燒三種方式對磷石膏進行預處理,配制了摻預處理磷石膏的硫鋁酸鹽水泥。研究結(jié)果表明:相對于原狀磷石膏,摻水洗與石灰中和預處理磷石膏的硫鋁酸鹽水泥早期強度更高,表明磷石膏雜質(zhì)主要影響硫鋁酸鹽水泥的早期性能,對其后期性能影響不大。采用快燒方式預處理磷石膏時,磷石膏中的二水石膏發(fā)生脫水反應形成復相石膏體系。快燒預處理磷石膏作硫鋁酸鹽水泥與改性硫鋁酸鹽水泥的后摻石膏促進了水泥的水化過程,增加了硫鋁酸鹽水泥與混合水泥的標準稠度,縮短了凝結(jié)時間,促進了水泥強度的發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】：硫鋁酸鹽水泥 硅酸鹽水泥 磷石膏 混合水泥 碳化
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ172.1
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-9
• 1 緒論9-21
• 1.1 研究背景9-14
• 1.1.1 硫鋁酸鹽水泥的生產(chǎn)與應用9-10
• 1.1.2 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)與應用10-12
• 1.1.3 硫鋁酸鹽水泥-硅酸鹽水泥混合水泥研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2 磷石膏建材資源化利用14-18
• 1.2.1 磷石膏來源及危害14-16
• 1.2.2 磷石膏在建材中應用現(xiàn)狀及存在問題16-18
• 1.3 本課題提出與意義、研究內(nèi)容18-21
• 1.3.1 本課題的提出與意義18-19
• 1.3.2 研究內(nèi)容19-21
• 2 原材料及試驗方法21-27
• 2.1 試驗原料21-24
• 2.2 試驗方法24-27
• 2.2.1 化學分析24-25
• 2.2.2 宏觀性能25
• 2.2.3 微觀試驗25-27
• 3 混合水泥基本性能27-45
• 3.1 標準稠度與凝結(jié)時間27-32
• 3.2 混合水泥抗壓強度32-37
• 3.3 混合水泥干燥收縮37-40
• 3.4 混合水泥水化放熱速率40-43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 4 硅酸鹽水泥熟料改性硫鋁酸鹽水泥抗碳化性能45-55
• 4.1 水泥水化產(chǎn)物堿度45-47
• 4.2 硫鋁酸鹽水泥碳化過程分析47-48
• 4.3 硅酸鹽水泥熟料對硫鋁酸鹽水泥抗碳化性能的影響48-53
• 4.3.1 碳化深度49-51
• 4.3.2 碳化系數(shù)51-53
• 4.4 本章小結(jié)53-55
• 5 預處理磷石膏對改性硫鋁酸鹽水泥基本性能的影響55-63
• 5.1 磷石膏的預處理方法55-57
• 5.1.1 水洗55
• 5.1.2 石灰中和55-56
• 5.1.3 快燒56-57
• 5.2 預處理磷石膏對硫鋁酸鹽水泥基本性能的影響57-59
• 5.3 預處理磷石膏對混合水泥基本性能的影響59-61
• 5.4 本章小結(jié)61-63
• 6 結(jié)論及展望63-65
• 6.1 結(jié)論63
• 6.2 展望63-65
• 致謝65-67
• 參考文獻67-71
• 附錄71
• A. 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文目錄71
• B. 作者在攻讀碩士學位期間參加的科研項目及獲獎情況71

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本文編號：540292