電解錳渣-堿復(fù)合激發(fā)制備礦渣膠凝材料的研究.pdf

1、利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)水泥膠凝材料是實(shí)現(xiàn)其減量化、資源化及無害化利用的有效途徑，具有重大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及環(huán)境意義。電解錳渣作為一種富含硫酸鈣的工業(yè)廢渣，可以作為一種硫酸鹽激發(fā)劑用于復(fù)合膠凝材料的生產(chǎn)。?；郀t礦渣(以下簡(jiǎn)稱礦渣)是一種具有潛在水化活性的工業(yè)廢渣，在堿激發(fā)劑存在的條件下能發(fā)生水化而膠凝。本文在對(duì)電解錳渣成分特性研究的基礎(chǔ)上，將經(jīng)過處理的電解錳渣用于電解錳渣-堿復(fù)合激發(fā)礦渣膠凝材料的制備，并對(duì)該膠凝材料的強(qiáng)度等性能進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研

2、究，對(duì)其激發(fā)機(jī)理進(jìn)行初步的探索，獲得以下的結(jié)果：
　　 XRD、SEM及EDS分析顯示，電解錳渣的主要成分為CaSO4·2H2O及SiO2。對(duì)電解錳渣進(jìn)行煅燒處理會(huì)使其中的硫酸鈣晶型發(fā)生變化，當(dāng)煅燒溫度在120℃時(shí)，硫酸鈣以CaSO4·0.67H2O的形態(tài)存在；當(dāng)煅燒溫度為250℃時(shí)主要是CaSO4·0.5H2O的形態(tài)；當(dāng)煅燒溫度超過350℃時(shí)，硫酸鈣轉(zhuǎn)變?yōu)闊o水形態(tài)存在，并且經(jīng)450-550℃煅燒溫度煅燒后其溶解度最大，超過55

3、0℃則以溶解度小的無水硬石膏的形態(tài)存在。對(duì)摻入礦渣膠凝材料中的電解錳渣進(jìn)行熱處理及機(jī)械球磨處理，以提高其對(duì)礦渣的活性激發(fā)性能。結(jié)果顯示，將電解錳渣球磨18 min，在350℃條件下煅燒1h后對(duì)礦渣有較好的激發(fā)作用。
　　 在所配制的礦渣膠凝材料體系中，礦渣作為主料，電解錳渣、Ca(OH)2及熟料作為復(fù)合激發(fā)劑。電解錳渣起到硫酸鹽激發(fā)作用，Ca(OH)2和熟料起到堿激發(fā)作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，Ca(OH)2能有效的激發(fā)礦渣的早期活性，

4、有利于礦渣膠凝材料的早期強(qiáng)度的發(fā)展。熟料對(duì)后期強(qiáng)度發(fā)展的影響較大，合理增加熟料的摻入量有利于增強(qiáng)體系的后期強(qiáng)度，熟料的合理摻入范圍為30-70％。正交試驗(yàn)結(jié)果顯示，激發(fā)劑摻入比為電解錳渣：Ca(OH)2：熟料為(20-30)：(4-6)：12，并且其摻入量在20-30％較為合理。同時(shí)，以分別球磨的方式增加組分的細(xì)度能提高礦渣膠凝體系的強(qiáng)度性能、縮短體系的凝結(jié)時(shí)間，其中礦渣合理的球磨時(shí)間為0.5h，熟料的合理球磨時(shí)間為0.4h。此外，增大

5、水灰比會(huì)使該體系的強(qiáng)度下降，其合適的水灰比在0.45左右，不能超過0.50。對(duì)于該膠凝材料，恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)是較理想的養(yǎng)護(hù)方式，該養(yǎng)護(hù)方式有利于強(qiáng)度的發(fā)展。
　　 研究顯示礦渣膠凝材料體系的水化過程與PC425水泥的水化過程不同，其水化過程為硫酸鹽和堿對(duì)礦渣水化活性進(jìn)行復(fù)合激發(fā)的過程。對(duì)膠凝材料的各期齡水化產(chǎn)物分析表明，礦渣在純水中不能有效水化，在Ca(OH)2及熟料的激發(fā)作用下，發(fā)生類似于PC425水泥的水化反應(yīng)及過程，生成絮狀的