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1、硅酸盐通报2001年第1期研究工作快报赤泥2碱矿渣水泥及其制品的研究岳云龙芦令超常均程新(山东建材学院材料系,济南250022)摘要本文研究了不同碱激发剂对碱矿渣水泥强度的影响,确定了以硅酸钠和石膏作为复合激发剂,且掺量分别为3%和5%时碱矿渣水泥的强度最高,并分析了激发剂的作用机理。同时研究了赤泥对碱矿渣水泥强度的影响,并研究了利用赤泥2碱矿渣水泥作为基本胶凝材料制造的免烧砖和轻质墙体材料的性能。关键词赤泥碱矿渣水泥激发剂墙体材料1引言2原料与实验方法碱矿渣水泥(AASC)是近年来发展起来的一211原料(1)矿渣:淄博钢铁厂,化学成分见表1,粉磨种快硬早强型水泥,它生
2、产工艺简单,成本低廉,[1]细度为0108mm方孔筛筛余6%,XRD分析见图1。并且具有抗渗、抗蚀等一系列优良性能。但是表1原料的化学成分(%)其性能的发挥必须依靠碱组分的激发,若能降低种类损耗SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgONa2OK2O总量碱激发剂的用量,可进一步降低AASC的成本。赤泥是烧结法生产氧化铝过程中排出的工业废矿渣011632147121802156391786175——94136渣,在我国的年排放量约300万吨,成为一大污染赤泥1017819171716171874010811792189013693195源。由于赤泥中含有少量的碱,并含有少量
3、水分粉煤灰71774913622120714731591139——83139且难于烘干,目前尚未找到大量利用的有效途径。如果将赤泥引入AASC系统中,构成新的赤泥2碱矿渣水泥体系,则其性能可以相互促进、相互补充,并具有以下特点:(1)赤泥中的少量碱(约2%～3%)可作为AASC的碱性激发剂;(2)AASC在水化硬化过程中,有时会发生强度倒缩,虽然在继图1矿渣的XRD分析续养护过程中强度仍可继续升高,但用其作为结(2)赤泥:山东铝业公司,化学成分见表1,构材料时确是值得注意的现象,然而龚春明的研XRD分析见图2,粒度分析见图3。[2]究表明:在AASC中掺入赤泥可成功地解
4、决强度倒缩问题;(3)赤泥中含有少量的水硬性矿物C2S,对水泥强度有一定贡献。工业废渣综合利用是国家的重要产业政策。本实验拟利用赤泥2碱矿渣水泥为基本组分制造新型墙体材料,不但可节约资源,节约能源,降低成本,而且能大量利用工业废渣,消除环境污图2赤泥的XRD分析染。46硅酸盐通报2001年第1期研究工作快报表2不同激发剂对AASC强度的影响抗压强度MPa激发剂激发剂序号种类掺量%3天7天28天J21A3411748195516J22A+F3+5451350135813J23B3311333114714J24B+F3+5341039135017J25C3611811816
5、J26C+F3+5512719918图3赤泥的粒度分布曲线J27D3121820192212(3)粉煤灰:山东铝业公司发电厂,化学成分J28D+F3+5121414101817见表1。注:激发剂掺入量按Na2O重量百分比计,且按外掺法计,水/灰=(4)膨胀珍珠岩:济南保温材料厂,松散容重0125。330109g/cm,紧密容重0110g/cm。S2H的主衍射峰(d=31034)最强,说明用硅酸钠212实验方法作激发剂时水化产物中C2S2H的数量最多,同时各种物料按配比称量并混合均匀,然后徐徐从图5中可看出,120℃左右的吸热峰为水化产物加入拌合水,搅拌3分钟,加水量按混
6、合料湿度调C2S2H的脱水峰,使用激发剂A时产物的脱水峰3整。将拌合料装入2×2×2cm的水泥试模内,按强于激发剂B,进一步说明了使用硅酸钠作激发水泥净浆小试体成型方法成型,在温度为20℃、剂时C2S2H的数量最多,因而强度最高。这是因相对湿度为90%的条件下养护到规定龄期,并检测试体抗压强度,据强度值确定组成材料的最佳配方。然后按最佳配方配料,用加压成型方法制造免烧砖,用手糊制成型方法制造轻质墙板,并进行性能测试。用D/max2rA型X2射线衍射仪与岛津DT230型热分析仪测定试样组成,用FAM激光粒度分析仪测定样品的粒度分布。3结果与讨论图4使用不同激发剂时AASC
7、水化7天的XRD分析311碱激发剂对AASC强度的影响碱矿渣水泥所用激发剂的种类不同,将对其性能有较大影响。实验选择了4种组分作为AASC的激发剂,有硅酸钠A(模数为1)、硫酸钠B、碳酸钠C和铝酸钠D,并与另一组分石膏F复合使用。实验方案与结果见表2。据表2可看出,采用激发剂A时试体各龄期强度较高,其次为B、D和C。同时可以发现,当激发剂A与F复合使用时,比单独使用A时的各龄K:矿渣,A:硅酸钠,B:硫酸钠期强度均要高。样品水化7天的XRD分析见图图5使用不同激发剂时AASC4,DTA分析见图5,从图4中可看出,与其它激发水化7天的DTA
