低温合成煤矸石水泥工艺参数及形成机理研究

论文题目: 低温合成煤矸石水泥工艺参数及形成机理研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 材料学

作者: 杨凤玲

导师: 严生

关键词: 低温合成,煤矸石,水泥,工艺参数,形成机理

文献来源: 南京工业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 煤矸石是采煤和洗煤时被分离出来的废渣，是我国目前排放量最大的固体废弃物之一。煤矸石的综合利用，对于节约资源，改善环境，提高经济效益和社会效益，实现资源优化配置和可持续发展具有重要意义。传统的综合利用煤矸石的途径主要有制砖、代粘土配料、作混合材等，但其利用率与其产量和存量相比还很低，故除了应该继续加强已有的利用途径外，还应该继续探索其新的利用途径。 低温合成粉煤灰水泥的生产具有其独特的新工艺，该水泥兼有铝酸盐和硅酸盐水泥的特点，并具有吃灰率大（达70％以上），对原材料及配料要求低，煅烧温度低（700～800℃）等特点。本课题从材料学角度出发，结合水泥生产工艺，借鉴“低温合成粉煤灰水泥”已有技术，探索制备低温合成煤矸石水泥的可行性，希望最终能获得一种负环境负荷的功能型混合材料，为煤矸石的综合利用开辟一条新的途径。 本文利用活化煤矸石，按照低温合成粉煤灰水泥工艺过程制备得到了低温合成煤矸石水泥。试验研究了各工艺参数对水泥强度的具体影响规律，采用正交设计方法确定了低温合成煤矸石水泥的最佳工艺参数，研究了低温合成煤矸石水泥的性能特点。应用XRD、TG—DSC、ICP等方法来研究了该种水泥熟料矿物的形成机理。 采用水热合成低温煅烧工艺生产低温合成煤矸石水泥这一技术路线是可行的。按照低温合成工艺技术，在烧煤矸石和生石灰的配合比、蒸养制度、煅烧制度、石膏掺量、水泥细度等工艺参数适宜的条件下，可以制备出低温合成煤矸石水泥。 煤矸石中活性Si4+、Al3+的溶出率可以表征煤矸石活性的大小。煤矸石热激活煅烧温度、溶出体系所处的温度以及碱（OH-）激发是影响煤矸石中Si4+、Al3+溶出量大小的三个重要因素。750℃煅烧的煤矸石，其溶出的Si4+、Al3+量最高，活性最好。 烧煤矸石与生石灰混合，加水消解后再经常压100℃水热处理的过程中，CaO与活性SiO2、Al2O3及空气中CO2反应形成C2SH2、C3AH6和少量的CaCO3。蒸养料经750℃烧成时，发生脱水反应，生成矿物C12A7和β—C2S，同时，从C3AH6

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 文献综述

1.1 煤矸石对环境的影响

1.2 煤矸石的成因、组成与性质

1.2.1 煤矸石的成因

1.2.2 煤矸石的分类

1.2.3 煤矸石的组成

1.2.4 煤矸石的活性

1.2.4.1 影响煤矸石活性的因素

1.2.4.2 煤矸石活性的激发

1.3 煤矸石的综合利用途径

1.3.1 我国煤矸石利用情况

1.3.2 国外煤矸石利用情况

1.4 低温合成粉煤灰水泥

1.4.1 低温合成粉煤灰水泥的生产工艺

1.4.2 低温合成粉煤灰水泥的形成机理

1.4.3 低温合成粉煤灰水泥的性能特点

第二章 研究思路、内容和技术路线

2.1 研究思路

2.2 主要研究内容

2.3 采取的技术路线

第三章 试验用主要原材料和试验方法

3.1 主要原材料

3.2 试验方法

3.2.1 LTSCGC的制备

3.2.2 检测方法及指标

第四章 低温合成煤矸石水泥工艺参数的研究

4.1 单因素作用的影响

4.1.1 煤矸石活性的影响

4.1.2 配合料中有效氧化钙掺量的影响

4.1.3 蒸养时间对水泥强度的影响

4.1.4 煅烧温度对水泥强度的影响

4.1.5 煅烧时间对水泥强度的影响

4.1.6 石膏加入量对水泥强度的影响

4.1.7 水泥细度对强度的影响

4.1.8 其它因素的影响

4.2 多因素作用的影响

4.2.1 因素及其水平的选择

4.2.2 正交试验结果与极差分析

4.2.3 方差分析

4.2.4 交互作用的影响

4.3 最佳工艺参数的确定

4.4 本章小节

第五章 低温合成煤矸石水泥的形成机理研究

5.1 蒸养料的物相组成

5.2 熟料的物相组成

5.3 煅烧煤矸石水热条件下元素的溶出机制

5.3.1 煤矸石-水体系

5.3.2 750℃煅烧煤矸石-氢氧化钙-水体系

5.4 低温合成煤矸石水泥的形成机理

5.5 本章小结

第六章 低温合成煤矸石水泥的性能研究

6.1 标准稠度、凝结时间及安定性

6.2 强度

6.2.1 砂浆强度

6.2.2 特种煤矸石水泥净浆小试体强度

6.2.3 低温强度

6.2.4 蒸养强度及长期强度的稳定性

6.3 抗硫酸盐性

6.4 抗大气性

6.5 膨胀收缩性能

6.6 特种功能型混合材料

6.7 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢

发布时间: 2007-03-23

参考文献

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• [7].煤矸石提铝渣制备白炭黑工艺优化及工程化设计[D]. 孙岩.山西大学2015
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