采用碱矿渣水泥的碱激发原理研制以镍矿渣为主的碱矿渣水泥.docx

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1、碱矿渣水泥是以少量激发刺激发磨细高炉矿渣而制成的一种以工业废渣为主的新型水泥。这种水泥及其混凝上具有强度高、耐久性好的优点。碱矿渣水泥的研制成功表明，采用酸激发的方法可以使一些工业废渣的潜在活性得以充分发挥，从而使工业废渣得到最佳的利用。银矿渣是冶金属银的过程中大量排放的一种工业废渣,占用了大量土地并且造成了严重的环境污染。研究旨在采用碱矿渣水泥的碱激发原理，研制以银矿渣为主的碱矿渣水泥.从而达到利用工业废渣，碱少环境污染的目的。2原材料及实验方法21原材料(1)银矿渣：采用甘肃金银矿出的银矿渣,其化学成分见表1表1俄矿渣的主要化学成分成分ISto1CaO|AIQJFe,OsMgONa7OK7

2、OPtO5含显。万31261.73|4.74|57.762660.04.0.460.09(2)碱激发剂：采用德阳第二重型机械厂铸造分厂生产的NaSiO3溶液。其SiO?含量为30.11%,NeO含量为13.35%.水不溶物为0.02%。(3)校正剂：由几种矿物原料和化工料经过配制以后在1100130(TC煨烧而成。2. 2实验方法(1)碱激发银矿渣水泥：将银矿渣和校正剂分别磨细到勃氏比表面积30011)2/kg左右，然后将银矿渣、校正剂和碱性激发剂按比例均匀混合。材料的配比见表2。(2)水泥标准稠度需水量、凝结时间和安定性实验；按GB134689规定的方法进行。(3)水泥强度试验：按GBI77

3、85规定的方法进行；(4)水泥水化热测定：按GB/T12959-91规定的方法进行。表2,激发镇,渣水泥的配比(Wt%)编号校正剂散发剂r9G.04.02-86.0IQO40338Z014.04.04u7&018.04.05。76.020.04.0674.022.04.0r77.0180508076.018.0609*75.01807.03结果与讨论3. 1校正与对强度的影响从图1的实验结果可知，校正剂对水泥的强度有着非常显著的影响。不掺校正剂的1试件强度很低，28天强度仅为8.31MPa,没有实际应用价值。随着校正剂的加入，水泥的早期和后期强度均有非常显著的增长：当校正剂掺量从10增加到18

4、时，水泥强度随着校正剂掺量的增加而增加；但校正剂掺量大于18以后,水泥的强度增加幅度较小或有所降低。上述结果说明，校正剂的最佳掺量为18o在这种情况下水泥的3天、7天和28天强度分别能够达到32MPa、41MPa和56MPa,其强度标号达到525o3728*取天）图1校正刷对水泥强度的影响3.2激发剂掺量对水泥量度的影响图2的实验结果表明，激发剂的掺量对水泥的强度有一定的影响。随着激发剂掺量的增加，水泥的强度也增加，但是增加的幅度不大。当激发剂掺量从4增加到7时，水泥的28天强度从56MPa增加到69MPa,强度标号仅增加了一个等级。从降低成本考虑，激发剂掺量为4时水泥标号已经能够达到525,

5、完全能满足一般建筑施工的需要，故以4作为激发剂的最佳掺量。由上述实验结果和分析可以确定，4试件的配比为碱激发银矿渣水泥的最佳配比3728*WK天）ffl2激发剂播对强度的影响3.3细度对水泥曩度的影响采用4试件的配比，将银矿渣和校正剂共同磨细到不同细度的强度实验结果（见图3）表明，随着水泥细度的增加，其强度也逐渐增加。在238348m-kg细度范围内，强度增加的幅度较大但是在348455m-kg细度范围内，强度增加的幅度较小由实验结果可以得出：当水泥细度为250300m-kg时，水泥标号可达到425；当水泥细度为350400m-kg时，水泥标号可达到525。因此可以通过控制水泥的细度来控制水泥

6、的强度标号。3728斯（大）图3细度对水泥强度的影晌3.4水泥的物理性能从碱激发镇矿渣水泥的物理性能检验结果（见表3）可以看到，这种水泥的结时间和安定性均能达到国家标准的要求，标准稠度需水量与硅酸盐水泥相当，可以满足一般建筑工程的要求。33激发1丁清水泥的物理性能维度I标唯博度（而3-；”!水（%）凝结时间/h初凝|终凝女在36125.8123.33合格3.5水泥的水化热从表4水泥的水化热测试结果可发看到，碱激发镶矿渣水泥的水化热低于525号大坝水泥，属于低热水泥。因此，这种水泥不仅可以应用于一般建筑工程，也可以取代大坝水泥应用于大体积混凝土工程。4水泥的水化焦比较水泥品种水化过程中的最用裆度

7、（%）水化热(KJkg-,)Zd被激发像矿造水泥32.5187219525号大坝水泥1331.32122333.6讨论银矿渣是银矿石在冶炼过程中经过高温后形成的，由于银矿石在高温过程中大部分固体物质被熔融并经过急冷过程，银矿渣中含有大量的在热力学上处于介稳状态的玻璃体，这种玻璃体中含有活性SiOz和活性AL03,在碱性体系中将发生以下反应：Al203+4Si02+Na0HH20-Na2O-Al2O34SiO220AI2O3+3SiO2+Ca(OH)2+2H2O-CaOAI2O33SiO23H20上述反应的水化产物为方沸石类和钙沸石类的水化硅铝酸盐。从矿物学的观点来看，方沸石的晶体呈立方体形，钙

8、沸石的晶体呈托状或柱状，本身结构致密并具有较高的强度。这两种晶体在水化过程中能够相互交织和联接形成致密的结构，因此试件表现出较高的强度。用碱性激发剂直接激发银矿渣时试件的强度很低，其原因是银矿渣中CaO和AU)3的含量很低，使得(1)(2)反应中反应物的数量不足，反应不能充分地进行导致水化产物的数量较少，表现为试件的强度较低。校正剂的校正作用主要是补充银矿渣中CaO和AL。3的含量的不足，因此校正剂的加入使得(1)(2)的反应能够充分进行并产生大量的方沸石类和钙沸石的水化产物，大量水化产物的形成、缩聚和交织联结，使水泥石的强度显著增长。4结论(1)用碱性激发剂激发成分校正后的银矿渣，或获得强度

9、标号达425525的碱激发银矿渣水泥。(2)控制水泥细度在250300m2kg和350400m2/kg的范围内，分别可得到425525的碱激发银矿渣水泥。(3)碱激发银矿渣水泥凝结时间和安定性均能达到国家标准的要求，其标准稠度需水量与硅酸盐水泥相当。(4)碱激发银矿渣水泥的水化热低于525号大坝水泥，属低热水泥，可应用于大体积混凝土工程。参考文献1徐彬.固态碱组分碱矿渣水泥的研制及其水化机理和性能研究.清华大学博士学位论文，1995：26842叶枝荣.建筑材料标准规范实用手册.北京：中国建筑工业出版社，1994.6-10,94-95.3徐彬，薄心诚.矿渣分相结构与矿渣潜在水硬活性本质研究：硅酸盐学报,1997(6)：72973