硅铝酸盐脱水相综合利用研究.pdfVIP

t_ 摘 要 奶 充分利用建筑废料，实现建筑垃圾的资源化是解决资源和环境问题的有效 ● 手段之一。然而，在废弃混凝土中，除部分粗骨料在经过适当处理后被再次利 用外，大量的硬化水泥浆体均被视为“废料”而被抛弃。这部分硬化水泥浆体 是水泥混凝土中资源、能源消耗最大、环境负荷最重、经济成本最高的。因此， 如何充分、合理的利用建筑垃圾中的硬化水泥浆体就成为了解决上述问题的关 键。相关研究表明：硬化后的水泥浆体在经过煅烧处理后能得到一种名为硅(铝) 酸盐脱水相的物质，该物质遇水后能再次发生水化反应而得到具有强度的硬化 结构体。本文正是从此点着手，试图通过开发多种硅(铝)酸盐脱水相的应用途径， 为建筑垃圾中硬化水泥浆体的再利用提供一定的理论支持。 本文采用硬化水泥净浆模拟建筑垃圾中的废弃水泥浆体，并设计了相应的 工艺流程，制备出硅(铝)酸盐脱水相。本文第二章对硅(铝)酸盐脱水相的基本性 能进行了详细的研究，主要包括：不同温度处理得到的硅(铝)酸盐脱水相胶凝性 能的研究；脱水相含量对热处理后水泥浆再水化性能的影响；以及硅(铝)酸盐脱 水相改性后的胶凝性能研究。结果发现：硅(铝)酸盐脱水相是具有胶凝性能的一 类新型材料，但是由于其自身结构的限制(如巨大的比表面积等)，使其与水泥相 比标准稠度需水量更大、凝结时间更短、抗压强度相对更低，凝结硬化性能难 以调节。因此，将硅(铝)酸盐脱水相作为胶凝材料的主体来进行研究已很难再有 较大的进展，而需要改变研究角度，充分发挥其固有特性。 考虑到硅(铝)酸盐脱水相水化反应迅速、碱度和化学活性相对较高的特点， 本文第三章将其作为粉煤灰活性的激发剂，制备了一种以粉煤灰为主体的新型 胶凝材料。在研究的过程中，本章采用了一个新的概念—一理论钙硅比(T-Ca／Si)。 试验结果表明：当体系的理论钙硅比的值控制在0．953时，材料的抗压强度达到 最大值，甚至超过纯水泥的强度，并且可以通过调整体系的理论钙硅比达到控 制材料抗压强度的目的。XRD和SEM测试结果表明：选择合适的理论钙硅比值 能保证粉煤灰二次反应的顺利进行，从而使整个体系的结构相对密实，抗压强 度相对更高。此外，当原材料体系选定后，通过调整理论钙硅比值来控制材料 抗压强度的方法是可行的。 本文第四章系统研究了硅(铝)酸盐脱水相对水泥早期水化性能的影响，拟通 、 过该研究制备一种新型水泥／混凝土早强剂。本章提出了一个新的概念——理论 娟， 强度贡献值(rsc)。该概念可以帮助更好地评价硅(铝)酸盐脱水相对整个体系强 电 度的贡献。当硅(铝)酸盐脱水相的含量为10％时，TSC的值达到最大。XRD、 TG—DSC和SEM的测试结果表明当硅(铝)酸盐脱水相的含量为10％时能最大程 ● 度上加快水泥早期的水化速度，使体系中生成大量的钙矾石等早期水化产物， 从而使整体的结构更加密实，1d抗压强度更高。 为了进一步发挥硅(铝)酸盐脱水相对水泥和矿物材料的改性作用，本文第五 章系统的研究了硅(铝)酸盐脱水相颗粒的纳米效应。结果发现：本章设计的六偏 磷酸钠溶液和超声分散相结合的方法能使硅(铝)酸盐脱水相颗粒得到最大程度 上的分散，部分颗粒达到纳米尺度。利用该方法分散得到的纳米颗粒能有效的 提高水泥的抗压强度，如添加了4％硅(铝)酸盐脱水相纳米颗粒的试样3d、7d和 硅(铝)酸盐脱水相纳米颗粒的加入并没有使整个体系中生成新的水化产物，其对 整体抗压强度的最大贡献在于在