堿—礦渣水泥緩凝性物質(zhì)的選擇研究.pdf

1、堿-礦渣水泥具有高強(qiáng)、低熱、高抗?jié)B和高抗蝕等優(yōu)異性能，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，原料來(lái)源豐富，使用大量的工業(yè)廢渣且能減少環(huán)境污染。但是堿-礦渣水泥存在凝結(jié)過(guò)快的缺點(diǎn)，盡管經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)期的研究，到目前為止，尚未找到解決這一問(wèn)題的理想辦法，這就成為堿-礦渣水泥應(yīng)用的主要障礙。
　　 本論文主要根據(jù)凝結(jié)時(shí)間和強(qiáng)度性能兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)開(kāi)展了從無(wú)機(jī)化合物和有機(jī)化合物中分別進(jìn)行堿-礦渣水泥緩凝性物質(zhì)的選擇研究。發(fā)現(xiàn)在所選擇的無(wú)機(jī)化合物中，氯化鋇、硝酸鋇和硼酸具

2、有良好的緩凝作用，且對(duì)強(qiáng)度有明顯的不良影響。氯化鋇、硝酸鋇和硼酸在5％摻量時(shí)，水泥初凝和終凝時(shí)間分別延長(zhǎng)至157min和217min，112min和189min，194min和229min。氯化鋇、硝酸鋇在5％摻量時(shí)，水泥凈漿抗壓強(qiáng)度的最大損失率為73％、47％，膠砂強(qiáng)度幾乎不存在；硼酸在摻量為5％時(shí)水泥凈漿抗壓強(qiáng)度的最大損失率為47.3％，膠砂抗折和抗壓強(qiáng)度的最大損失率為65.6％、58.8％。在所選擇的有機(jī)化合物中，酒石酸、苯甲酸有

3、很好的緩凝作用，5％摻量時(shí)初凝和終凝時(shí)間分別延長(zhǎng)至55min和70min，50min和58min。酒石酸、苯甲酸對(duì)堿-礦渣水泥的強(qiáng)度有明顯的副作用，摻量越大副作用愈明顯，5％摻量時(shí)凈漿抗壓強(qiáng)度最大損失率為80.5％、72.4％，膠砂強(qiáng)度幾乎沒(méi)有。順丁烯二酸1％摻量時(shí)初凝時(shí)間為46min，并對(duì)堿-礦渣水泥強(qiáng)度有2％左右的提高。
　　 水玻璃模數(shù)M=1.0、1.2、1.5時(shí)，復(fù)合型緩凝劑HN-1、HN-2具有非常好的緩凝作用，5％摻

4、量時(shí)將M=1.0、1.2、1.5時(shí)堿-礦渣水泥的初凝和終凝時(shí)間分別延長(zhǎng)至328min和397min，310min和381min；523min和630min，469min和556min；1010min和1196min，987min和1147min。HN-1、HN-2在低摻量時(shí)堿-礦渣水泥強(qiáng)度略有增加，高摻量時(shí)對(duì)堿-礦渣水泥強(qiáng)度有一定的不良影響，但控制在合理的范圍內(nèi)。5％摻量時(shí)HN-1、HN-2對(duì)M=1.0、1.2、1.5時(shí)堿-礦渣水泥凈漿

5、抗壓強(qiáng)度的最大損失率分別為14％、6％；15％、10％；22％、19％。對(duì)水泥膠砂抗折與抗壓強(qiáng)度的最大損失率分別為14.7％、7.4％；15％、11.5％；24％、14％。綜合考慮凝結(jié)時(shí)間和強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果(初凝時(shí)間大于1h；強(qiáng)度最大損失率控制在15％左右)，M=1.0，1.2時(shí)HN-1，HN-2的最佳使用摻量為2％～5％。M=1.5時(shí)HN-1，HN-2的最佳使用摻量為1％～3％。
　　 利用XRD對(duì)緩凝劑HN-1在堿-礦渣水泥中的

6、生成產(chǎn)物進(jìn)行分析。分析表明，HN-1中的鋇離子會(huì)和水玻璃中的硅酸根離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成以硅酸鋇為主的難溶性沉淀。在此分析結(jié)果的基礎(chǔ)上認(rèn)為HN-1的緩凝機(jī)理為，HN-1中的鋇離子會(huì)和水玻璃中的硅酸根離子發(fā)生反應(yīng)生成的難溶性的沉淀在水泥漿體中以薄層的形式對(duì)部分礦渣表面進(jìn)行一定程度的包裹，進(jìn)而削弱了氫氧根離子對(duì)這部分礦渣表面的激發(fā)；HN-1緩凝劑中的硼酸在水泥漿體中可以自動(dòng)調(diào)解水泥水化反應(yīng)的pH值，硼酸根離子通過(guò)降低硅酸根離子的靜電引力來(lái)減