论文总字数：20435字

摘 要

赤泥和煤矸石作为当今主要的两种固体废弃物，每年有大量的赤泥和煤矸石产生。煤矸石是煤炭开采时产生的固体废弃物，而赤泥是生产氧化铝时伴随产生的废弃物。这两种废弃物不仅侵占土地，还会对土壤、水源、空气等造成危害。由于这两种废弃物种类繁多，组成复杂，赤泥还具有较强的碱性。目前并未找到具有好的经济效益和环境效益的处理方法，堆积是现在主要采取的处理方式。但也有很多研究证明，赤泥和煤矸石可以通过碱激发，制备成胶凝材料。本文主要研究的是Ca基激发剂对其的性能影响。通过调整赤泥与煤矸石的混合比、活化温度和激发剂的种类及用量等，找出效果最好的方案，制备固废胶凝材料。Ca基激发剂有助于生成C-S-H和C-A-S-H凝胶。明显提高了其抗压强度，但是过量的钙含量会影响样品的抗压强度，本实验测试了九种比例的赤泥-煤矸石配比在15%的熟料、10%的石膏和10%的石灰作为混合激发剂下的强度。得出在赤泥：煤矸石比列为6:4时，获得最高强度，强度为13.28MPa。本实验希望通过Ca基激发剂激发赤泥-煤矸石，制成胶凝材料，实现赤泥和煤矸石的大宗利用，不仅降低了环境压力，还可以节省资源，达到变废为宝的目的。

关键词：赤泥 煤矸石 胶凝材料 Ca基激发

Ca-based Activator for Red Mud-Coal Gangue-based Gelling

Material impact

ABSTRACT

Red mud and coal gangue are the two main types of solid waste today. and a large amount of red mud and coal gangue are produced every year. Coal gangue is the waste produced when coal is mined, and red mud is the solid waste that accompanies the production of alumina. These two kinds of wastes not only occupy the land, but also cause harm to soil, water, air and so on. Due to the wide variety of these two types of waste and the complex composition, red mud is also highly alkaline. At present, no treatment method with good economic and environmental benefits has been found, and accumulation is currently the main treatment method. But there are also many studies that prove that red mud and coal gangue can be made into gelled materials by alkali excitation. This article mainly studies the influence of Ca-based stimulator on its performance. By adjusting the mixing ratio of red mud and coal gangue, the activation temperature, the type and amount of the stimulant, etc., find the best effect plan. After a reasonable maintenance system, the performance is tested. Ca-based activator helps to generate C-S-H and C-A-S-H gels. The compressive strength is obviously improved, but the excessive calcium content will affect the compressive strength of the sample, so it is necessary to control the Ca content. In this experiment, we hope to excite red mud-gangue with Ca-based stimulant to make cementitious materials. If red mud and coal gangue can be used to produce cement, large-scale utilization of red mud and coal gangue can be realized, which not only reduces the environment Pressure can also save resources and achieve the goal of turning waste into treasure.

Keywords：Red mud Coal gangue Cementing material Ca-based excitation

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

目 录 4

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.1.1赤泥的简介 1

1.1.2 赤泥的分类 2

1.1.3 煤矸石的简介 3

1.1.4 煤矸石的分类 4

1.2 碱激发制备地聚物材料的研究 5

1.2.1 碱激发胶凝材料的反应机理 5

1.2.2 水玻璃激发 6

1.3钙基激发剂对地质聚合物性能的影响 7

1.3.1 反应机理 7

1.3.2 实验方法 7

1.3.3 钙基激发剂的特点 9

1.3.4 小结 10

1.4 钙（硫）基激发制备固废胶凝材料 10

1.4.1 理论基础 10

1.4.2 激发方法 11

1.5 本文拟开展的研究工作 11

第二章 实验原料与方法 12

2.1 实验原料与设备 12

2.1.1 实验原料 12

2.1.2实验仪器及设备 12

2.2 实验方法 13

2.2.1 原料预处理及配料方案 13

2.2.2 胶凝材料性能 14

2.3 样品的测试与分析 15

2.3.1 XRD分析 15

2.3.2活性及检测方法： 15

2.3.3力学性能： 16

2.3.4 浆体结构和性质演变 16

第三章 实验结果及分析 17

3.1 原料XRD分析矿物组成 17

3.2 不同煅烧制度矿物组成的影响 18

3.3 活性测定 21

3.5 浆体结构和性质演变 23

第四章 结论 25

4.1 结论 25

4.2 展望 25

参考文献 26

致谢 29

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1赤泥的简介

近些年来，全球各地普遍面临着各种各样的自然环境问题，如雾霾、地下水污染、重金属污染、固体废弃物污染等等^[1]。以牺牲环境和消耗资源为代价换取经济高速发展的方式不但不符合可持续发展的观念，还严重影响到了人们的生活品质，影响到了我国的自然环境^[2]。这个时代最大的问题是资源短缺问题，我国在资源利用方面一直做得不够好，落后于发达国家，种种原因使得我国所面临的环境问题十分严峻^[3,4]。

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