碱激发锂渣砂浆的制备与性能研究

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1、重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要环境保护已经成为全球共识，绿色概念深入人心，其在建材生产中的延伸便是绿色建材。绿色建材采用清洁生产技术，耗能少，不用或少用天然资源，大量使用工业或城市固态废弃物。而建材中产量及用量都十分巨大的胶凝材料水泥，生产耗能高，污染重，不符合绿色材料的要求。含氧化硅、氧化铝的工业废渣具有潜在的活性，用作胶凝材料生产Z的原材料不仅可以缓解大量工业废渣的排放对生态环境的压力，而且可以替代部分水泥，从而起到利废降耗的作用。射洪县锂渣是硫酸法生产碳酸锂工艺中排出的废渣，通过显微分析，发现其氧化硅、氧化铝等活性成分含量高达84.2%，而且含有较

2、多的玻璃体结构。但其碱度系数只有0.044，质量系数只有0.39，因而在自然条件下没有水化硬化能力，强度难以激发，在建材中的应用主要限于水泥的混合材或混凝土的掺合料，并未完全发挥其潜在活性。本文通过添加另一种工业废渣—矿渣，经过烘干、筛分等工艺处理，选用合适的碱激发剂，研制成能在自然条件下正常水化硬化、不含水泥熟料的碱胶凝材料。胶凝材料组成中，锂渣比例为20%~50%，制备的砂浆试样7d抗折强度达到6.72MPa~8.60MPa，抗压强度达到24.3MPa~35.4MPa，28d抗折强度达到7.89MPa~10.58MPa，抗压强度达到31.3MPa~57

3、.4MPa，56d抗折强度达到10.45MPa~11.70MPa，抗压强度达到53.8MPa~68.8MPa。试验研究了胶凝材组成比例、碱激发剂种类、碱激发剂掺量对碱激发锂渣砂浆的抗折强度、抗压强度以及凝结时间的影响，并对其耐硫酸盐侵蚀、耐酸腐蚀等耐久性能进行了研究。试验结果表明，选用合适的碱激发剂是其强度激发的关键，激发剂J1与J4复配，J2与J4复配都能达到较好的激发效果。碱掺量也有选择范围，对于J1与J4复配激发剂，由于配制工艺的特殊性，控制初凝时间不早于40min，碱掺量在5%左右；对于J2与J4复配激发剂，碱掺量在6%左右达到最佳效果。锂渣比例在

4、40%以内时，试样凝结时间主要受锂渣含量的影响，但与全矿渣砂浆试样相比，锂渣的掺量对试样后期强度基本无影响，56d抗折、抗压强度基本相当；耐硫酸盐侵蚀性能优异，腐蚀系数在0.95以上，耐酸腐蚀性试验强度损失率在2%以内，与全矿渣试样腐蚀系数0.96，强度损失率1.45%相比，耐硫酸盐侵蚀、耐酸腐蚀性能并未降低。运用X射线衍射分析及扫描电镜试验，对该种胶凝材料的水化产物进行定性分析，其水化产物除了水化硅酸钙之外，还有难溶的沸石类矿物钠沸石生成。在此基础上对其水化机理进行了初步探讨，发现此类胶结材的水化过程明显分为两个阶段：第一阶段碱与矿渣作用，生成水化硅酸钙

5、、氢氧化钙等水化产物；第二阶I重庆大学硕士学位论文中文摘要段为锂渣与氢氧化钙等水化产物作用，生成难溶的沸石类矿物，镶嵌在矿渣水化硬化体中起到微骨架的作用，因而其后期强度与纯矿渣试样相当。该种碱激发胶凝材完全使用工业废渣，不含水泥熟料，锂渣比例在20%~40%之间，强度等级与32.5~52.5波特兰水泥相当，并具有优异的耐硫酸盐侵蚀、耐酸腐蚀性能，是一种十分适用于酸性介质环境下的绿色胶凝材料。关键词：绿色建材，锂渣，矿渣，碱激发，砂浆II重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTARCTEnvironmentalprotectionhasbecameaglobal

6、focus,andgreentechnologyacceptedbypeople.Inbuildingmaterialproduction,greentechnologyobviouslymeansgreenbuildingmaterial.Theproductionofgreenbuildingmaterialappliescleanmanufacturingtechnology,consumeslowpower,anduseslargequantityofindustrialorurbansolidwasteandlittlenaturalresour

7、ces.Buttheproductionofcement,whichownshugeproductionandconsumptioninbuildingmaterial,costslargeenergy,makeshighpollutions,whichdoesn’tmeettherequirementofgreenbuildingmaterial.Industrialresiduecontainingsiliconoxideandaluminumoxidehavepotentialactivity.Makinguseofthemasprimarymate

8、rialofcementedmaterialnotonlyrele