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《武汉理工大学》 2012年
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纸厂白泥制备氧化钙胶凝材料的特性及应用研究

曹晓梅  
【摘要】:蒸压加气混凝土以其质轻、保温、隔音、抗震、防火等特性成为新型墙体材料中的最重要的一种,且是目前建筑单一材料中满足节能标准65%要求的唯一产品。是一种主要由钙质材料和硅质材料通过高温蒸汽养护由水热合成反应形成强度的硅酸盐混凝土制品,且得到了国家的重点推广与应用。造纸厂白泥是一种主要成分为碳酸钙的污水处理后的废料,其数量随着造纸工业的发展而日渐增多。 针对造纸厂产生的白泥危害环境,且其主要成分为沉淀碳酸钙,为对其进行资源化再利用,本研究通过寻求一种合理的煅烧制度对其进行煅烧,通过试验煅烧后物质的水化特性以及最后将其代替天然石灰石煅烧的石灰成功用于加气混凝土的试验研究。结果表明:将白泥在合理的煅烧制度下所制备的氧化钙胶凝材料具有与天然石灰相似的化学组成和水化特性,完全可以代替天然石灰石煅烧的石灰用于蒸压加气混凝土的制备,且可以制备出符合国家标准的蒸压加气混凝土。 通过热重分析等手段,分析了制备过程中粉磨时间对细度的影响,预烧温度和时间对制备的影响,粉磨粒径、加热速率、煅烧温度、保温时间、杂质等对煅烧时分解速率的影响,保温时间对有效氧化钙含量的影响以及冷却对制备的氧化钙材料的性能的影响等,研究显示:粉磨粒径越小,加热速率越快,分解速率越快,所含杂质不同也会影响到分解速率;煅烧温度较低时,要延长保温时间,煅烧温度高时,要减少保温时间,降低过烧和欠烧率;快速冷却有助于提高制备材料的性能。 通过XRD和SEM微观测试手段对煅烧后的产物组成和微观结构进行了研究:煅烧后的产物主要是氧化钙,不同的煅烧制度氧化钙的含量和形态有些差异。通过对不同煅烧制度下制备的氧化钙胶凝材料进行水化速率、活性度、水化放热、水化体积变化的研究,并且将其性能与天然石灰进行比较,最后选定950℃,保温30min作为最佳煅烧制度,制备出的CaO胶凝材料与天然石灰石煅烧的石灰性能相近,适宜应用于蒸压加气混凝土。 利用950℃,保温30min煅烧制度制备的氧化钙胶凝材料代替天然石灰石煅烧的石灰,制备蒸压加气混凝土是完全可行的。本研究成功地制备了B05级加气混凝土。通过配合比设计、发气研究、加气混凝土的性能测试,得出了用白泥制备的CaO胶凝材料制备加气混凝土的适宜配方及关键工艺参数。每立方的加气混凝土材料用量,对于B05级加气混凝土,水泥:制备灰:粉煤灰=50kg:100kg:350kg,水料比0.69,外加剂(按胶凝材料的量)0.8%o,铝粉(按胶凝材料的量)0.10%。制备的加气块达到了标准要求的合格品。同一般粉煤灰加气混凝土一样,本实验制备的加气混凝土的主要水化产物是水化硅酸钙、托贝莫来石和水石榴石,其孔壁结构均匀密实,能够形成较好的加气混凝土结构体系。如果能实现产业化,不仅利废、环保,而且具有显著的经济效益和社会效益。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TU528

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