论文总字数：19431字

摘 要

水泥发展至今已经有近两百年的历史，为社会发展作出了巨大的贡献，作为水泥生产的主要原料，高品质石灰石的储量是有限的，与此同时，工业生产伴生的各类大宗固废严重危害环境，亟待处理。赤泥和煤矸石作为两类大宗固废，其主要元素是硅和铝，本课题主要研究赤泥-煤矸石基胶凝材料的制备，来代替传统硅酸盐材料。影响碱激发赤泥-煤矸石基胶凝材料的因素有很多，本课题系统地研究了水玻璃模数、水玻璃掺量和水灰比等因素对碱激发赤泥-煤矸石基胶凝材料的抗压强度与凝结时间的影响规律。研究结果表明：选择来自镇江硅铝含量较高的煤矸石作为原料进行研究；确定最优的热活化制度，即以800摄氏度作为活化温度，2小时作为活化时间进行热活化；当水玻璃模数为1.6，水玻璃掺量为5%，水灰比为0.4时RM:CG为5:5的样品相对强度较高，但仅有1.71Mpa，说明水玻璃对赤泥-煤矸石基热活化材料的激发效果较小。

关键词：赤泥 煤矸石 胶凝材料 碱激发

Effect of Na based activator on properties of red mud and coal gangue based cementitious materials

Abstract

Cement has a history of nearly two hundred years and has made a great contribution to the development of society. As the main raw material of cement production, the reserves of high-quality limestone are limited. At the same time, all kinds of bulk solid waste associated with industrial production seriously harm the environment and need to be dealt with urgently. Red mud and coal gangue as two types of bulk solid waste, its main elements are silicon and aluminum, this topic mainly studies the preparation of red mud - coal gangue cementitious material, to replace the traditional silicate material. There are many factors affecting alkali-activated red mud-coal gangue cementitious materials. This paper systematically studied the influence rules of the factors such as water-glass modulus, water-glass content and water-cement ratio on the compressive strength and setting time of alkali-activated red mud-coal gangue cementitious materials. The results show that: The coal gangue with high content of silicon and aluminum from Zhenjiang was selected as the raw material for the study. Determine the optimal thermal activation system, that is, 800 degrees Celsius as the activation temperature,2 hours as the activation time for thermal activation; When the water glass modulus is 1.6, the water glass content is 5%, and the water-cement ratio is 0.4, the relative strength of the sample with RM:CG of 5:5 is relatively high, but only 1.71mpa, indicating that the water glass has a small excitation effect on red mud-coal gangue thermal-activated materials.

Key Words：Red mud；Coal gangue；Cementious material ；Alkali activation

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2碱激发胶凝材料研究现状 3

1.2.1碱激发胶凝材料的分类 3

1.2.1.1碱激发硅铝酸盐玻璃体系[8] 3

1.2.1.2碱激发矿石尾矿体系[9] 3

1.2.1.3复合胶凝材料体系[10] 4

1.3碱激发胶凝材料反应机理 4

1.4碱激发胶凝材料的主要性能 5

1.4.1力学性能 5

1.4.2耐久性 6

1.4.3耐腐蚀性 6

1.4.4渗透率 6

1.4.5收缩率和膨胀率 7

1.4.6导热率 7

1.5碱激发胶凝材料性能的影响因素 7

1.5.1原材料的种类 7

1.5.2碱激发剂类型 8

1.5.3水玻璃模数 8

1.5.4水玻璃掺量 9

1.5.5 Si/Al比 9

1.5.6养护制度 10

第二章 实验原料与方法 11

2.1实验原料与设备 11

2.1.1实验原料 11

2.2实验方法 12

2.2.1原料预处理以及配料 12

2.2.2胶凝材料成型 13

2.3 实验结果检测 14

2.3.1 XRD 14

2.3.2 活性检测方法 14

2.3.3 强度检测方法 15

第三章 现有实验结果讨论 16

3.1原料的分析与选择 16

3.2热活化制度选择 19

3.2.1赤泥的热活化 20

3.2.2煤矸石的热活化 21

3.2.3复合热活化 22

3.3活性测定 22

3.4强度 23

3.5水化XRD 24

第四章 结论与展望 25

4.1结论 25

4.2展望 25

参考文献 27

致 谢 29

第一章 绪论

1.1研究背景

我国是一个铝制造大国，其中赤泥是由于氧化铝浸出后产生的固体废物。按照生产工艺的不同，我们可以把赤泥分为三个种类：烧结赤泥、联合赤泥、拜耳赤泥（用拜耳法生产的氧化铝约占生产总量的95%）^[1]。在实际生产过程中，会受到种种因素的限制，如工艺和技术水平的影响，会产生大量的赤泥，并且由于每年的赤泥产量过大，会导致大片的环境污染。目前，干堆是赤泥倾倒的主要方式之一。这种方法代表了赤泥的安全稳定处置，所需土地更少。在干堆法中，覆盖倾倒的赤泥可降低任何污染风险。赤泥的处理可能会造成严重的环境污染，如干燥和多尘的赤泥会从处理区的表面造成空气污染。赤泥中的一些可溶性化合物，如碳酸钠、氢氧化钠和碳酸氢钠，可以溶解雨水，污染陆地和河流。因此，赤泥对环境的影响是相当广泛的。此外，赤泥的细颗粒是复垦工程的主要破坏因素。赤泥的粗粒部分由于导水率的较大值而导致植被问题，从而导致淋滤增加，从而降低碱度和盐度。此外，如果不降低pH值，铁和铝的溶解度水平可能很高，这可能是植物生长的直接风险。有机物质是泥浆植被重建的另一个重要因素。除了赤泥的直接污染外，另一个值得关注的问题是由于赤泥的干燥而形成的灰尘。这是因为相当数量的赤泥颗粒小于10μm，太细，容易在微风中飞走。

请支付后下载全文，论文总字数：19431字