碱激发矿渣水泥实验.docx

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1、碱激发矿渣水泥实验(1)本周前往华润水泥厂，与杨经理进行了交流，利用水泥厂平时生产通用硅酸盐水泥的掺料:矿渣(即之前提到的银渣，但由于工艺区别，与之前的银渣成分存在很大差别)，矿粉(粒化高炉矿渣),复合矿粉(前两者按质量6:4的比例配制而成),粉煤灰来完成实验。Doyouhaveparticlesizedistributionforalltheabove?以上几种材料的主要成分如下：材料SiO2AbO3MgOF23CaO矿渣(银渣)39.02%18.20%9.42%28.72%矿粉34.05%12.83%8.34%0.97%41.13%复合矿粉34.96%18.20%932%1.70%33.4

2、5%粉煤灰55.03%17%7.83%9.97%1.71%Ifisahybridof矿渣and矿粉,thechemicalcompositionsdonotmatch.All%shouldbeinbetween矿渣and矿粉,closeto矿渣.需要说明的是，几种材料的成分波动较大，比如粉煤灰的如下：华润水泥(连江)有限公司进厂粉煤灰台帐(2013年5月)进厂日期数量(T)检验日期烧失量硅裙铁氧化钙氧化镁三氧化硫游离氧化钙细度水分112365.965月13日0.3770.6616.853.643.582.941.070.1310.050.499.1113-14268.165月15日1.8163

3、.3317.008.993.922.820.680.1710.10.2598.5515-17301.915月18日4.5251.4128.139.000.684.570.550.0016.670.2098.3117-19334.365月24日2.2255.6125.458.273.412.460.620.108.280.4698.0419-21411.545月24日2.1955.0320.819.971.717.830.670.0311.520.3098.2122-31392.275月31日2.1044.0329.9315.180.716.081.040.0114.40.3299.07其中的硅

4、即为SiCh,铝即为A123,铁为Fe2O3,实验使用的银渣为试验小磨磨制半小时而成的银渣粉，细度为2.0,比表面积为418平方米kg.粉煤灰的细度为0.8.实验中的矿粉和复合矿粉在进厂前已磨好。(2)制定试验方案：阅读了吴老师的Onsol-gelapproachtogeopolymerisation中的部分内容，利用了Davidovits关于“SiO2与AhCh的摩尔之比(molarratio)之比的合理范围值在3.36.5以及NazO与ALCh的摩尔比率在0.91.6之间”的结论初步确定了实验材料配比：方案一：银渣+粉煤灰：第一组：70%银渣+20%粉煤灰+10%氢氧化钠(NaOH)第二组

5、：80%锲渣+10%粉煤灰+10%氢氯化钠(NaOH)方案二：矿粉+粉煤灰第一组：72%矿粉+20%粉煤灰+8%氢氯化钠(NaOH)第二组：82%矿粉+10%粉煤灰+8%氢氧化钠(NaOH)方案三：复合矿粉+粉煤灰第一组：70%复合矿粉+20%粉煤灰+10%(NaOH)第二组：80%复合矿粉+10%粉煤灰+10%(NaOH)需要指出的是，以上各组配比的SiO2A123比值均在3.36.5之间，且都集中在3.3到4之间，但Na2OAl2O3的比值普遍偏小，基本为0.8,只有方案二的第二组的值为0.9,至于NaoH的值我取的是理论合理范围(6%10%)的上限值。每一组均做三小组，各小组分别测3天，

6、7天，28天强度，每个小组有三个试样。另外，按照国家规范要求，测定初凝时间，终凝时间，标准稠度用水量，体积安定性。该试验的实际操作均有水泥厂的技术人员进行，该厂杨经理及员工全力帮助完成了试验。(3)试验实施：之前尚未购买到硼酸，故此次试验未使用硼酸。关于硼酸的缓凝机理和用量，加入时间等问题还要学习。前两天的试验采用了各方案的第一组，其中的第二组出现凝结过快，且浆体较稠的问题。其余两组的安定性测试合格，它们的初凝及终凝时间如下：方案一：初凝时间：28min方案三：初凝时间：38min终凝时间：85min终凝时间：81min标准稠度用水量：23.5%标准稠度用水量：26.1%与普通硅酸盐水泥相比，

7、初凝时间过短，正常的国产“325”水泥的初凝时间一般为180Inin,终凝时间为24OnIin。“425”水泥的初凝时间为150Inin,终凝时间为21OnIin。在满足强度前提下解决早凝问题是成功的关键之一。标准稠度用水量合理。另外，第二组末尾时NaOH已用完，由于我的失误，未发现取来的样品为K0H,方案二的第三小组的试块以及方案三均采用了KOH试验过程部分操作及仪器如下:振实台砂浆搅拌机试验过程试饼法测安定性（4）试验结果：已测出了三种方案的第一组的三天抗压、抗折强度，如下：方案一：第一组：抗折强度：3.3MPa,3.5Mpa,3.6MPa抗压强度：18.8MPa,19.OMPa,17.I

8、MPa,17.2MPa,17.2MPa,18.6MPa方案二：第一组：抗折强度：4.IMPa,4.3MPa,4.OMPa抗压强度：ILOMPa,10.7MPa,10.7MPa,11.2MPa,10.7MPa,ILoMPa（发现两个用NaoH的和一个KOH的强度差别较小。方案三：第一组：抗折强度：4.6MPa,5.IMPa,4.7MPa抗压强度：18.7MPa,18.8MPa,18.9MPa,18.8MPa,19.6MPa,18.9MPa可以看出早期强度较高，一般325水泥的3天强度稍大于16MPa,有望做出与国产325号水泥类似的水泥。Mustaddwaterglass（ordissolves

9、ilicafumeinNaOHsolutions）toimprovestrength!在这几日的试验中，对第二组的方案进行了尝试，均出现了早凝问题，未能成功测出凝结的指标。（5）试验反思：对于试验缺乏严谨的态度，需要努力更正；缺乏明确的实验规划，需制订一个明确的方向，目前，我想，要先做出满足国家标准基本技术指标的样品，对于碱激发矿渣水泥而言主要是凝结时间的控制，然后是性能的优化，最后是成本的降低。请吴老师给予批评和指导，verygoodstrategy!o（6）与杨经理的讨论：杨经理提出了材料成本的问题，试验中使用的矿渣，尤其是第二种，矿粉的成本很高，若采用该方案以及购买NaOH,成本将超过普

10、通水泥（PIeaSeCOnIPiIeaCoSttable,showingpricesforeachcomponent,thenestimatethecostofgeopolymercementperton!AlsoincludePortlandcementforcomparison）,不具有可行性。对于这个问题，我想，吴老师在最初曾提出，对于NaOH的来源，我们可以找类似造纸厂、苏打（碳酸钠）厂的废液，对其进行利用，大大节约成本，阅读了有关文献，前苏联曾经采用工业废液进行碱激发混凝土的生产。至于银渣的成本几乎只有矿粉的不到70%,经过和杨经理商议，最近将抽空对附近的钢铁厂等进行调研，寻找各种矿渣进行测试并尝试实验。另外，发现矿渣的成分变化较大，即使是同个厂家不同时候进厂的矿渣其成分也存在着一定的差异，如何克服成分变化的影响也是我接下来需要学习的东西。下周计划I、学习EffectofMixtureCompositionsonWorkabilityandStrengthofFlyAsh-BasedInorganicPolymerMortar和Onsol-gelapproachtogeopolymerisation2、购买硼酸，制定矿渣粉煤灰水泥试验方案3、继续水泥胶砂实验