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《河北科技大学》 2019年
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粉煤灰、电石渣生产蒸压泡沫混凝土砌块

檀星  
【摘要】:泡沫混凝土以其保温隔热、质轻抗震、吸音隔声等优良性能被广泛应用于建筑工程。传统的泡沫混凝土原材料(石灰、水泥等)的生产过程是一种高能耗,高碳排放的过程,破环了生态环境。本文以粉煤灰、电石渣代替石灰、固化剂代替水泥为主要原料,通过物理发泡的方式经蒸压生产蒸压泡沫混凝土砌块,既解决了传统泡沫混凝土成本高、能耗大的问题,也解决了加气混凝土工艺中电石渣代替石灰后发泡性能不良和强度较低的问题。首先,对不同种类的发泡剂进行了分析研究,优选出适宜的发泡剂。利用单因素实验考察了电石渣掺量、矿渣掺量、激发剂掺量及养护制度对蒸压泡沫混凝土性能的影响,确定了各因素的适宜范围。在此基础上,以电石渣掺量、矿渣掺量、激发剂掺量为考察因素,采用正交实验确定了蒸压泡沫混凝土砌块的基础物料配比:粉煤灰53.5%,电石渣30%,矿渣5%,水泥10%,脱硫石膏1.5%,激发剂0.5%,发泡剂0.1%。经检测,产品性能满足《泡沫混凝土砌块(JC/T 1062-2007)》的要求。其次,对蒸压泡沫混凝土砌块的基本物料配方进行调优,以进一步提高产品性能。一是在体系中分别掺加多晶硅废渣和废砌块代替粉煤灰,实现废弃物的资源化利用;二是开发了两种基于冶金废渣的固化剂代替水泥,进一步降低成本,减少CO_2的排放。结果表明,固化剂I(钢渣基)可替代50%的水泥,固化剂II(矿渣基)可100%替代水泥。采用优化后的物料配比制成的蒸压泡沫混凝土具有优异的干燥收缩性能、抗冻性能和保温隔热性能。然后,借助XRD对蒸压泡沫混凝土砌块的水化产物和水化机理进行了分析。结果表明:预养护阶段砌块的水化产物主要有水化硅酸钙(C-S-H)和钙矾石,矿渣的掺入提高了试块的初始强度;泡沫混凝土砌块经蒸压养护后的水化产物主要有CSH(I)、托贝莫来石及水石榴石,固化剂II的掺入强化了水化过程,提高了试块的强度。各个物料之间的合理搭配,发挥了协同作用,优化了水化产物构成。最后,以一个年产50万立方米生产规模的装置为例,对产品进行了经济分析与环境影响评价。与传统的蒸压加气混凝土相比,利用本工艺生产的蒸压泡沫混凝土生产成本降低了11%,消纳废渣29.85万吨,减排CO_2 14万吨,节能5.08×10~100 kJ。本文以粉煤灰、电石渣代替石灰、固化剂代替水泥为主要原料生产蒸压泡沫混凝土砌块,既解决了固体废弃物对环境造成的污染,又解决了加气混凝土工艺中电石渣代替石灰后强度较低和发泡性能不良的问题,具有良好的经济效益和环境效益。
【学位授予单位】:河北科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TU522.3

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