改性鋰渣硅鋁酸鹽混凝土研究.pdf

1、本文研究的硅鋁酸鹽混凝土是以含無定型的SiO<,2>、Al<,2>O<,3>為主要成份的鋰渣，通過適當(dāng)?shù)奈锢砘瘜W(xué)改性工藝以改變鋰渣酸性渣體的性質(zhì)，得到以非穩(wěn)定態(tài)(無定型及亞結(jié)晶態(tài))的硅酸鹽、鋁酸鹽及硅鋁酸鹽為主的改性粉體，以適宜的堿組分激發(fā)，制成水硬性膠凝材料的通稱。主要研究三類硅鋁酸鹽混凝土：石灰一物理改性鋰渣輕質(zhì)硅鋁酸鹽混凝土(LWEC)，堿礦渣—化學(xué)改性鋰渣硅鋁酸鹽混凝土(JHEC)和硅鋁酸鹽堿加氣混凝土(AHEC)。 采

2、用物理化學(xué)兩種方法，對鋰渣進(jìn)行改性。物理改性為：通過加入適量石灰，及鈣鹽外加劑改善鋰渣堿性和粉磨效果，通過機(jī)械粉磨，得到改性粉體。采用常壓干濕熱養(yǎng)護(hù)，將得到的物理改性粉體作為膠凝材料制作成輕質(zhì)硅鋁酸鹽混凝土(LWEC)。 鋰渣化學(xué)改性工藝采用：加入改性劑，經(jīng)1000℃左右煅燒，急速冷卻后，進(jìn)而粉磨成一定細(xì)度的化學(xué)改性粉體。微觀研究表明，絕大部分粉體顆粒呈細(xì)分散狀態(tài)非晶質(zhì)玻璃體，顆粒較細(xì)呈類球狀，分布均勻，整體呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)。和原狀

3、鋰渣相比，已經(jīng)完全改變了微觀形貌和化學(xué)成分。將該化學(xué)改性粉體加入堿礦渣砂漿中(JHEC)，能明顯改善堿礦渣砂漿的性能。也可以作為堿礦渣加氣混凝土主要組分之一，制備硅鋁酸鹽加氣混凝土(AHEC)。 本文主要研究結(jié)果如下： ①LWEC在干濕熱帶模養(yǎng)護(hù)條件下，抗壓強(qiáng)度可達(dá)到40～50MPa左右，抗折強(qiáng)度可達(dá)9～11Mpa左右，試件表干密度為1600kg/m<'3>左右。最佳養(yǎng)護(hù)制度：升溫速度30℃/h，恒溫溫度180℃，恒溫時

4、間4h。與同等級強(qiáng)度蒸壓養(yǎng)護(hù)的輕質(zhì)灰砂硅酸鹽混凝土試件能耗方面比較，常壓干濕熱養(yǎng)護(hù)比蒸壓濕熱養(yǎng)護(hù)要節(jié)省45％以上的能源，表干密度降低11％左右。 ②高溫化學(xué)改性鋰渣最佳的工藝參數(shù)：煅燒溫度1000℃，煅燒時間45min。煅燒后粉體經(jīng)過急速冷卻，粉磨15min后得到化學(xué)改性粉體。其比表面積為7350cm<'2>/g～8348 cm<'2>/g，堆積密度為0.7g/cm<'3>～0.8g/cm<'3>，密度為2.1g/cm<'3>～

5、2.3g/cm<'3>。 ③在JHEC中摻入化學(xué)改性粉體AF3，能改善砂漿性能。當(dāng)AF3摻入為10％～20％時，增強(qiáng)堿礦渣砂漿的強(qiáng)度，凝結(jié)時間延長。當(dāng)AF3摻入30％時，28d強(qiáng)度發(fā)展比純礦渣砂漿好，但是56d強(qiáng)度兩者持平。隨著摻量增加，超過40％后，砂漿強(qiáng)度開始下降。當(dāng)AF3摻入60％，28d強(qiáng)度抗折，抗壓強(qiáng)度強(qiáng)度等級與32.5波特蘭水泥相當(dāng)。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過加入化學(xué)改性粉體能抵制堿礦渣膠凝材因干燥引起的收縮，起到了對堿礦渣

6、膠凝材料的綜合改性。 ④通過X衍射和電鏡掃描對JHEC凈漿進(jìn)行了微觀分析，發(fā)現(xiàn)水化產(chǎn)物以沸石類礦物為主，從水化產(chǎn)物結(jié)晶度來看，加入AF3的JHEC凈漿，使礦渣顆粒水化更加徹底，更利于膠凝材料形成一個整體。 ⑤成功地制成了硅鋁酸鹽堿加氣混凝土(AHEC)，得出最佳的生產(chǎn)工藝參數(shù)。在實(shí)驗(yàn)中采用三種養(yǎng)護(hù)方式，蒸汽養(yǎng)護(hù)，熱水養(yǎng)護(hù)和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，分別得出了試件最佳的養(yǎng)護(hù)制度。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過蒸汽養(yǎng)護(hù)得到的試件性能較其它兩種養(yǎng)護(hù)方式好。