C_3S_2矿物的加速碳化硬化过程

制备了3CaO·2SiO_2(C_3S_2)矿物,并用加速碳化的方式使其硬化.利用X射线衍射(XRD)、热分析(TG和DTA)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS),研究了C_3S_2矿物的CO_2吸收量、力学性能和微观结构变化.结果表明:C_3S_2试块在体积分数为99%的CO_2中碳化24h,CO_2碳化程度可以达到43.3%,抗压强度为74.8MPa;碳化产物CaCO_3和非晶态SiO_2为C_3S_2抗压强度的主要来源.

赤泥在建筑材料中的应用研究

赤泥是氧化铝生产过程中的固体废弃物,大量堆存会严重污染环境,其综合利用备受关注。介绍了赤泥在水泥行业、建筑用砖、轻质隔热材料以及微晶玻璃等方面的应用研究,分析了存在的问题,并对今后赤泥基建材的研究方向进行了预测。

大掺量拜耳法赤泥轻质保温陶瓷材料的研究

大掺量拜耳法赤泥轻质保温陶瓷材料的制备以拜耳法赤泥、玻璃粉为原料,钾长石粉为助溶剂,聚苯乙烯为发泡剂。研究了不同批次赤泥对材料性能的影响,并对其微观结构和物相进行了分析。结果表明:赤泥掺量为70%、烧成温度为1060℃时,轻质保温陶瓷材料性能良好(容重为346kg/m^3,热导率为0.09W/m·℃,抗压强度为0.41MPa,不燃性属于A1级,可切可钻)。

拜耳法赤泥基轻质保温陶瓷的制备

以拜耳法赤泥、玻璃粉和钾长石为原料,采用可燃物燃尽发泡法制备了轻质保温陶瓷。研究了不同煅烧温度对试样物理性能的影响,并对烧结试样的微观结构、物相以及碱溶出进行了分析。结果表明:试样最佳煅烧温度为1070℃;试样气孔为闭口孔,呈密排六方分布;主要物相是霞石,碱溶出量很少。

自粉化低钙水泥的制备方法及其碳化硬化性能

以γ-C2S为主要矿物的自粉化低钙水泥在制备和碳化硬化过程中均能显著减少二氧化碳的排放.为实现该水泥的规模化生产,对其工业原料制备方法进行了探讨,并研究了其碳化硬化性能.结果表明:取石灰石、砂岩和铁矿为水泥原料,当石灰饱和系数(KH)为0.67,硅率(SM)为2.50～4.50时,在1 300～1 400℃下进行煅烧,待炉温冷却后即可煅烧出自粉化低钙水泥.用该水泥制备尺寸为40mm×40mm×160mm的胶砂试块,碳化8h后,其抗折强度为8.2MPa,抗压强度为51.6MPa;碳化后再标准养护240d,其抗折强度可达13.9MPa,抗压强度可达70.0MPa.

压痕点数及解卷积法对水泥纳米压痕试验的影响

采用K均值法与高斯混合模型对水泥净浆不同压痕点数的纳米压痕数据进行解卷积处理.结果发现:压痕点数对解卷积结果存在影响,100个压痕点数下2种解卷积方法得到的结果均较为离散,但225及以上压痕点数的解卷积结果相似度较好;K均值法虽依赖初值参数的选择,但其对数据的处理结果与高斯混合模型的拟合结果相近,因此可作为高斯混合模型的一种检验方法.

钠离子对硅酸二钙碳化产物的影响

在1 350℃煅烧温度下,制备了纯硅酸二钙(β-C2S)矿物.结合X射线衍射(XRD)、同步热分析(TG-DTA)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)等测试技术,研究了钠离子对硅酸二钙矿物碳化产物的影响规律.通过测试碳化前后样品悬浮液中可溶性钠离子含量的变化规律,探讨了利用硅酸二钙碳化来固化可溶性钠离子的可行性.结果表明:钠离子影响硅酸二钙矿物碳化产物的结构,但不影响其碳化程度;在钠离子存在的情况下,硅酸二钙矿物碳化生成的碳酸钙以稳定的球霰石晶体为主,二氧化硅凝胶的聚合度不变;碳化反应后可溶性钠离子含量大大降低;钠离子可以被固化在球霰石晶体里,这也是球霰石晶体稳定存在的主要原因.

拜耳法赤泥基轻质保温陶瓷的中试生产

以拜耳法赤泥、玻璃粉和钾长石为原料,添加适当的发泡剂,通过重复试验对轻质保温陶瓷进行了中试生产。从年产量为1万立方米的产品中以500 m 3为一批次进行抽样测试,通过利用DRH-III导热系数测试仪、WDW-2C万能试验机用于测试煅烧后试块抗压强度、静水力学天平的测试,抽取的轻质保温陶瓷的抗压强度最高达到0.43 MPa,热导率为0.091 W/(m•℃)、吸水率为21.2%,并利用X射线衍射分析仪、景深显微镜探讨其机理,结果表明其产品的孔径均匀性良好,性能稳定。其中经过施彩釉可以提高轻质保温陶瓷的防水性能,并且使产品具有装饰功能一体化的优势,为赤泥的综合利用提供了一条新的途径。

烧结法赤泥加速碳化动力学研究

利用烧结法赤泥矿物封存CO_2不仅可以缓解温室效应,同时能够制备性能优良的建材制品,实现废弃物的资源化利用。为了研究烧结法赤泥碳化反应历程,测试了烧结法赤泥碳化反应过程的温度变化、强度发展及碳化反应程度,并建立了烧结法赤泥碳化过程的动力学模型。结果表明,烧结法赤泥碳化4h抗压强度达28.9MPa;碳化过程中,0~30min内碳化反应速率最快,反应放出大量的热量;试验数据与动力学方程有很好的相关性。