工業(yè)廢渣復(fù)合制備高性能水泥的研究.pdf

1、水泥工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。波特蘭水泥生產(chǎn)需消耗大量的資源和能源，并且生產(chǎn)過(guò)程中所排放的有害氣體CO2，SO3，NOx和大量粉塵直接影響著周?chē)沫h(huán)境，會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)和酸雨。目前，國(guó)際水泥工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是以節(jié)能、降耗、環(huán)保、改善水泥質(zhì)量為中心，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)和高效率集約化生產(chǎn)，走可持續(xù)發(fā)展的道路。因此，利用工業(yè)廢渣作水泥的混合材是水泥工業(yè)節(jié)約能源、降低成本的最有效途徑。
　　 高爐礦渣是鋼鐵企業(yè)在煉鐵過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣。在我

2、國(guó)，高爐礦渣(簡(jiǎn)稱(chēng)礦渣)作為水泥的混合材已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，關(guān)于礦渣應(yīng)用的研究也比較多。隨著其利用價(jià)值的提高，使用礦渣作混合材的成本也隨之升高。因此，必須綜合利用其它的工業(yè)廢渣，如煤矸石、粉煤灰、鋼渣、錳渣等。煤矸石是煤炭開(kāi)發(fā)和洗選過(guò)程中被分離出來(lái)的廢棄巖石。煤矸石有著穩(wěn)定結(jié)晶結(jié)構(gòu)，所有的原子都處在固有的晶格里，其化學(xué)組成非常穩(wěn)定，所以未經(jīng)過(guò)任何處理的煤矸石的活性很低。粉煤灰是燃煤電廠(chǎng)排出的廢渣，又稱(chēng)飛灰。粉煤灰化學(xué)成分主要為SiO2，

3、Al2O3，F(xiàn)e2O3，CaO及未燃的煤炭微粒。由于粉煤灰中的水硬性礦物含量很少，其水硬活性較差，在利用方面受到了一定的限制。鋼渣作為煉鋼過(guò)程中的副產(chǎn)物，易磨性很差，早期活性很低。錳鐵高爐渣(錳渣)產(chǎn)自高爐法冶煉錳鐵的過(guò)程，錳渣的活性不如礦渣。
　　 與礦渣相比，煤矸石、粉煤灰的膠凝活性比較低，主要表現(xiàn)在煤矸石水泥、粉煤灰水泥的早期強(qiáng)度發(fā)展慢，強(qiáng)度低。有研究表明，煤矸石、粉煤灰的潛在活性可通過(guò)特殊手段來(lái)激活?；罨蟮拿喉肥?、粉煤

4、灰可作為水泥較優(yōu)質(zhì)的混合材。
　　 本文的實(shí)驗(yàn)主要分為下面兩部分：
　　 第一部分，用10％～20％的水泥熟料及大量的以錳渣和鋼渣為主的工業(yè)廢渣，配置綠色復(fù)合水泥。通過(guò)對(duì)砂漿試樣進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)試，同時(shí)利用孔結(jié)構(gòu)測(cè)試及電子顯微分析等現(xiàn)代測(cè)試方法對(duì)試樣水化硬化過(guò)程和水化機(jī)理進(jìn)行研究，結(jié)果表明，試驗(yàn)配制的低熟料、高廢渣的綠色復(fù)合水泥是可行的，可制備出水泥強(qiáng)度為32.5和42.5的復(fù)合水泥。其對(duì)節(jié)約水泥熟料，充分利用工業(yè)廢渣有很大好

5、處。
　　 第二部分，分別將30％、50％混合材與水泥熟料復(fù)合，制備高強(qiáng)度復(fù)合水泥?；旌喜闹饕獮榈V渣微粉、活化煤矸石、活化粉煤灰。通過(guò)砂漿強(qiáng)度測(cè)試，掃描電鏡分析及孔結(jié)構(gòu)測(cè)試等測(cè)試方法，對(duì)復(fù)合水泥的強(qiáng)度及水化過(guò)程與機(jī)理進(jìn)行了分析研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)水泥熟料與上述三種混合材共混時(shí)，制備的復(fù)合水泥的強(qiáng)度較高。水化28d，混合材摻量為30％的試樣的抗壓強(qiáng)度最高達(dá)到65MPa；混合材摻量為50％的試樣的抗壓強(qiáng)度均超過(guò)50MPa。水化90