一、水泥用铝矾土的化学矿物特征(论文文献综述)
苏敦磊[1](2021)在《基于多种固废协同处置技术的高贝利特硫铝酸盐水泥制备与应用基础研究》文中指出随着工业化、城市化进程的加快,固废无序堆存、天然矿石盲目开采以及二氧化碳超标排放已经成为制约社会发展的重要因素,固废资源化利用和水泥绿色发展成为亟需解决的两大热点问题。以国家政策为导向,利用工业固废制备新型低碳水泥成为解决两大热点问题的共同利益出发点。高贝利特硫铝酸盐水泥(HBSAC)因性能良好、生产能耗低、CO2排放少且对原材料的品质要求较低,故在新型低碳水泥的研发中备受青睐。目前可用来制备HBSAC的固废越来越多样,如粉煤灰、尾矿、煤矸石等铝硅质材料,脱硫石膏、磷石膏、固硫灰渣等钙硫质材料;但是,这些固废在HBSAC中的利用多以单一取代某种天然原料为主,而且在水泥制备中的固废利用率较低,通常仅为30%~40%。为了实现固废在水泥行业的多样化、减量化消纳,本文在国家自然科学基金面上项目(51878366)和山东省自然科学基金重大基础研究项目(ZR2017ZC0737)的资助下,研发了一种基于多种固废协同处置技术、熟料无需添加石膏的固废基HBSAC,并采用宏观试验研究与微观结构理论分析相结合的方法,对其制备理论、水化性能以及性能提升方法进行了系统的研究,主要研究内容与结论如下:(1)以石油焦灰渣、粉煤灰、电石渣和铝矾土为原料,在C4A3———S——-C2S-C4AF三元体系的HBSAC熟料矿物组成中引入Ca SO4成分,一次烧制含Ca SO4成分的固废基HBSAC。通过研究煅烧温度、保温时间和冷却方式对固废基HBSAC烧成的影响,确定了该种水泥的最佳煅烧制度;通过定性、定量分析固废基HBSAC的矿物组成,验证了生料配比与煅烧制度的合理性;通过研究不同配料方案下煅烧温度、矿物形貌以及易磨性的变化,确定了矿物组成变化对水泥烧成的影响;通过对比研究利用天然原料和固废原料制备HBSAC时的原料消耗和成本情况,分析了固废基HBSAC的环境效应和经济性。研究表明,以石油焦灰渣、粉煤灰、电石渣和铝矾土一次烧成含Ca SO4成分的固废基HBSAC完全可行;固废基HBSAC的最佳煅烧制度为煅烧温度1300℃、保温时间30min、冷却方式采用快冷;固废基HBSAC的实际矿物组成为C4A3-xFx———S——、β-C2S和Ca SO4新三元体系,Fe元素未与Al、Ca元素结合生成预期矿物C4AF,而是固溶于C4A3———S——形成了C4A3-xFx———S——(x=0.15);在最佳煅烧制度下制备的固废基HBSAC主要化学成分、矿物成分的实际含量与设计含量存在一定的误差,但误差均在比较合理的范围内;矿物组成变化不会影响固废基HBSAC的最佳煅烧温度,但随着残留Ca SO4设计含量的增加,生料的易烧性变差,熟料矿物晶体颗粒间的界限逐渐变模糊,晶粒尺寸变小,黏连性增强,熟料的粉磨难度加大;采用石油焦灰渣等多种固废制备含残留Ca SO4成分的HBSAC,固废利用率可达到85%,能够节省大量的天然原料,特别是石灰石和石膏,具有显着的环境效应和良好的经济性。(2)对比分析了固废基HBSAC与市售42.5级水泥OPC、SAC以及HBSAC在物理性能、力学性能、耐久性能以及水化特性方面的差异。结果发现,在物理性能方面,其标准稠度用水量明显大于3种市售水泥,凝结时间与HBSAC接近;在力学性能方面,其抗压强度在早期、后期均表现出显着的优势,但抗折强度在水化后期增长不显着;在耐久性能方面,其抗干缩性能优异,与HBSAC、SAC基本一致,明显好于OPC,且抗硫酸盐侵蚀性能较好,与SAC接近;在水化特性方面,其水化放热晚于SAC、HBSAC,在水化3d时累积放热量与OPC、SAC基本持平,但高于HBSAC接近30%,其水化产物主要为AFt和凝胶,呈现低碱特性,其硬化浆体的孔结构与SAC接近,明显差于OPC。探讨了固废基HBSAC在建材领域的应用,成功制备了性能良好的超轻泡沫混凝土。(3)通过研究残留石膏与后掺石膏对固废基HBSAC性能的影响,明确了残留石膏和后掺石膏的作用效果,建立了含残留石膏固废基HBSAC的水化模型,提出了残留石膏的作用机制;通过研究残留石膏含量对固废基HBSAC性能的影响,确定了残留石膏的最佳设计含量。结果表明,相比后掺石膏,残留石膏提高了标准稠度用水量、延长了凝结时间,削弱了早期强度、提高了后期强度,延缓了水化放热、提高了3d累积放热量;不同于后掺石膏固废基HBSAC,含残留石膏固废基HBSAC的水化模型发生改变,主要体现在残留石膏所处的位置及水化产物形成的位置等方面;不同于后掺石膏,残留石膏的作用机制也发生改变,其在水泥颗粒的表层和内部均可参与水化作用,水泥颗粒内核的水化反应由传统的离子迁移控制转变为水分迁移控制,水化程度更高;残留石膏含量是影响固废基HBSAC性能的重要因素,综合强度、水化热等多方面性能的分析,残留石膏的设计含量以15%为宜。(4)基于固废基HBSAC建立了固废基HBSAC-硅酸盐水泥、固废基HBSAC-纳米二氧化硅、固废基HBSAC-电石渣3种复合胶凝材料体系,通过研究硅酸盐水泥、纳米二氧化硅、电石渣3种改性材料掺量变化对复合胶凝材料体系物理、力学等性能的影响,评估了3种改性材料对固废基HBSAC性能提升的效果;结合水化热、水化产物等水化特性的分析,探明了硅酸盐水泥、纳米二氧化硅、电石渣对固废基HBSAC水化的影响机制。结果发现,电石渣的效果最显着,其次为纳米二氧化硅,硅酸盐水泥的效果不佳;电石渣对固废基HBSAC水化的影响机制在于促进AH3向AFt转化来提高早期强度、延缓C4A3———S——的水化来发展后期强度;纳米二氧化硅对固废基HBSAC水化的影响机制在于发挥晶核效应促进水化反应、发挥填充效应和火山灰效应改善硬化浆体的孔结构;硅酸盐水泥对固废基HBSAC水化的影响机制在于减少了硫铝酸盐矿物的比例以致削弱了早期水化作用,改变了水化产物的组成以致弱化了AFt骨架和凝胶填充的共同作用,延缓了硅酸盐矿物的水化从而增强了后期水化作用。
王培芳[2](2021)在《硫硅酸钙-硫铝酸钙水泥的性能研究》文中研究表明硫铝酸盐水泥(简称SAC)在低碳排放、低能耗方面均有较大优势,并且该水泥具有的高早强、耐侵蚀、低膨胀等特点使其在各种特种工程中广泛应用,但是由于SAC中贝利特(C2S)的存在形式主要是β-C2S,其水化活性较低,使得水泥的后期强度发展较为缓慢。有研究表明,在SAC的煅烧过程中会形成一种过渡性矿物—硫硅酸钙(C5S2S),并且有硫铝酸钙(C4A3S)存在时,该矿物的活性比C2S高。因此,本文将C5S2S引入SAC中,制备出硫硅酸钙-硫铝酸钙水泥,以课题组前期的研究成果为基础,进一步研究影响该水泥性能的影响因素,以期能够形成一种性能优异的硫硅酸钙-硫铝酸钙水泥,这对新型低碳水泥的开发具有重要的理论意义和应用价值。本文首先研究了 C5S2S矿物含量对硫硅酸钙-硫铝酸钙水泥性能的影响规律。试验结果表明,水泥熟料的实际矿物组成与理论矿物组成基本一致;C5S2S含量的升高使得水泥熟料的凝结时间明显延长;在一定范围内升高C5S2S的含量有利于提高水泥的抗压强度和降低水泥砂浆的膨胀率;C5S2S含量的升高有利于AFt的形成。后掺石膏对不同C5S2S含量的水泥的凝结时间影响效果不同;在一定范围内,随着后掺石膏掺量的增加,水泥的抗压强度逐渐升高;过量的后掺石膏会抑制C5S2S矿物的溶解和水化。然后,本试验研究了养护条件对硫硅酸钙-硫铝酸钙水泥性能的影响。试验结果显示,养护温度的升高能够明显提高水泥的抗压强度,同时不会破坏水泥砂浆的体积稳定性;养护湿度的改变对水泥强度的发展有较大影响,自然养护条件下的水泥的抗压强度显着低于浸水养护的水泥的抗压强度;C4A3S矿物和C5S2S矿物的水化随着养护温湿度的升高而明显加快。最后,试验通过优化硫硅酸钙-硫铝酸钙水泥的矿物组成,以期进一步降低水泥的生产成本和提高水泥的力学性能。试验结果发现,C4A3S含量的增加有利于水泥抗压强度的升高,其适宜含量范围为30%~40%;在保持C4A3S含量不变的情况下,C5S2S含量的增加能明显提高水泥的抗压强度,其适宜含量范围为40%~55%;当引入的SO3含量相等时,硬石膏比天然石膏能更好地提高水泥的抗压强度,其适宜掺量为8%。试验最终确定的水泥矿物组成含量为35%C4A3S、40%~55%C5S2S,宜采用硬石膏作为后掺石膏,掺量以8%为宜。
史腾腾[3](2021)在《用废建筑陶瓷制备免烧成耐高温材料及其性能研究》文中认为
向瑞衡[4](2021)在《中高活性重构钢渣微粉的制备及其发泡改性研究》文中进行了进一步梳理钢渣是钢铁冶炼过程中排放的副产品,其主要矿相组成为C3S、C2S等,与硅酸盐水泥熟料组分类似,可用于取代部分水泥熟料制备水泥混凝土。然而,钢渣微粉的矿物相活性偏低,含有较多硬质难磨的RO相和铁相,且同时存在着过多可导致水泥混凝土制品出现后期膨胀开裂的f-Mg O和f-Ca O,这直接制约了钢渣在建材领域的资源化与规模化利用。因此,针对上述问题,本文主要研究了中高活性重构钢渣微粉的组成设计与制备技术,探明了调质组分和烧成工艺对重构钢渣性能与微结构的影响规律,揭示了发泡剂对重构钢渣易磨性和水化活性的影响机制。。已取得的主要成果如下所示:(1)以石灰和铝矾土为调质组分对钢渣进行了高温物相重构研究,探明了调质组分和烧结温度对重构钢渣的胶凝性矿物相和水化活性的影响规律。其中,当重构钢渣的设计配合比为75%转炉钢渣、21%石灰和4%铝矾土,经1290℃高温烧制90 min,并通过风冷急冷方式制得的重构钢渣中的C2S和C4AF等矿物相的生成量最高,晶粒发育较完善,其水化活性可提高至90.4%,取代30wt%P·O42.5水泥制得复合胶砂的28d抗压强度为41.2 MPa。同时,重构钢渣中的f-Ca O含量降低2.03%,安定性合格。重构钢渣中的RO相消解,易磨性提高,其粉磨后的比表面积与未改性钢渣相比提高了17.0%,平均粒径减小了11.79μm。(2)探明了高温发泡剂——SiC对重构钢渣易磨性的影响规律。在转炉钢渣的高温重构过程中,SiC在1000℃以上发生氧化反应,放出CO2气体,造成重构钢渣存在较多孔隙,从而形成了高孔隙率的多孔重构钢渣。随着SiC掺量增加且小于1.6 wt%时,多孔重构钢渣的比表面积和水化活性升高,但SiC掺量高于1.6 wt%时,多孔重构钢渣的孔结构遭到破坏,且其钙硅比明显降低,胶凝性矿物含量减少。其中,当SiC掺量为1.6 wt%时多孔重构钢渣的性能最好,其孔隙率为、比表面积和活性指数分别可达31.79%、424.4 m2/kg、91.3%,相比于未掺SiC高温发泡剂的重构钢渣分别提高了10.31%、19.72%和0.9%。(3)揭示了复合发泡剂影响重构钢渣易磨性的作用规律。随着SiC-CaCO3复合发泡剂掺量的增加,多孔重构钢渣的易磨性先升高后降低。其中当复合发泡剂掺量为0.8 wt%时,多孔重构钢渣的易磨性最好,与相同粉磨时间的重构钢渣相比其孔隙率和比表面积分别提高了8.48%和34.86%,平均粒径下降了33.21%。同时,利用复合发泡剂改性后多孔重构钢渣的活性指数最高可提高至98.2%,其取代30 wt%P·O42.5制备的复合水泥胶砂的抗压强度可达44.8 MPa。
张忠飞[5](2021)在《高铁低钙硅酸盐海工水泥的制备及抗蚀性研究》文中研究说明海洋开发是我国目前的重大战略之一,但海洋工程建筑所处的环境十分恶劣,对水泥基材料的抗蚀性和耐久性要求较高。高铁硅酸盐水泥因其早期强度高、后期强度增长稳定和耐久性好的优点,在海洋工程领域具有广泛的应用前景。本论文以高铁低钙硅酸盐水泥为对象,研究不同潜在矿物设计含量对熟料矿物形成、水化热、力学性能等的影响;通过离子掺杂对水泥熟料矿物进行活化改性,研究不同掺量、不同种类掺杂离子对水泥矿物形成、水化放热、力学性能等的影响;在设计、制备高抗蚀水泥熟料的基础上,研究水泥抗硫酸盐侵蚀性能,揭示高铁低钙水泥抗硫酸盐侵蚀机理。以C4AF为目标矿物,在不同烧结温度下合成铁相单矿并研究矿物形成情况,结果表明C4AF在1320℃基本形成,其最佳烧结温度范围为1320℃-1340℃。通过对不同C3A设计含量的水泥的矿物形成、水化热、力学性能、抗硫酸盐侵蚀性能研究,结果表明水泥熟料中C3A矿物设计含量越高,水泥的水化放热量越高;抗压强度先增加后降低,当C3A设计含量为6%时力学性能最好,其3、7、28d抗压强度分别为44.5、60.75、91.15MPa;当C3A含量6%以下时,水泥抗硫酸盐侵蚀系数相差不大,都达到1.0以上,当C3A含量大于8%时,力学性能和抗硫酸盐侵蚀性能明显下降。通过对不同C4AF设计含量的水泥的矿物形成、水化热、力学性能、抗硫酸盐侵蚀性能研究,结果表明水泥熟料中C4AF矿物设计含量越高,水化热先降低再升高,当C4AF设计含量21%时水泥7d水化放热量最低,达到194J/g;C4AF设计含量越高水泥试块抗压强度越低;抗硫酸盐侵蚀先增大后减小,当C4AF含量21%水泥抗硫酸盐侵蚀能力最好,K值达到1.15。通过离子掺杂对熟料矿物进行活化,研究掺杂对水泥性能的影响。结果表明随着Ba O掺量增加,熟料烧结温度逐渐降低,抗压强度先增大后减小,当Ba O掺量为3%时,抗压强度达到最佳值,分别达到55.4、75.5、119.8MPa;随着Zn O掺量增加,熟料烧结温度逐渐降低,当Zn O掺量较低时,能略微增加水泥试块的早期强度,对后期强度发展不利,当Zn O掺量>0.5%时,对早期,后期强度均不利,在实际生产中,应严格控制原料中Zn含量。通过分析不同铁相设计含量的水泥水化产物类型、形貌,研究其抗蚀机理。研究发现铁相含量越高,水化所形成的针棒状钙矾石颗粒越细,所形成的钙矾石由膨胀性C3AH6变为稳定性较好的C3(A,F)H6,是高铁低钙硅酸盐水泥抗硫酸盐侵蚀性能提高的主要原因。
吴喜荣[6](2021)在《铝矾土熟料耐磨性及其沥青混合料抗滑性能研究》文中进行了进一步梳理沥青路面抗滑性能决定着沥青路面寿命和行车安全。集料是沥青混合料中的重要组成部分,对抗滑耐磨性能有重要的影响。目前,常用集料的沥青路面抗滑性能衰减速率很快,特别是在长大纵坡、长隧道及下坡急弯处等危险路段,这些危险路段抗滑性能的加速衰减是造成事故频发的重要原因。因此,选择高耐久抗滑型集料是提高路面抗滑性能、提升道路交通安全的重要途径之一。铝矾土熟料由铝矾土矿石经高温煅烧而成,是高铝质制品及不定形耐火材料的重要原料,因其优良的耐磨性能和抗滑性能,在欧美国家抗滑路面中应用广泛。我国是世界上铝土矿资源最丰富的国家,目前还没有对铝矾土熟料在路面上的应用开展相关研究。基于铝矾土熟料较玄武岩等抗滑集料具有更优抗滑性和耐磨性的优势,经济条件允许,可将其应用在沥青混合料中来提升路面整体的抗滑性能;经济条件不允许时,可将其应用在长大纵坡、长隧道及下坡急弯处等危险路段和抗滑性能衰减速率快的地段,解决和减少现有集料的耐磨性能较差和抗滑性能衰减快而引发的行车安全问题。本文综合采用X射线荧光光谱仪(XRF)、扫描电子显微镜、能谱仪(EDS)、压汞仪等现代测试设备表征了铝矾土熟料的理化特性和结构组成;采用激光共聚焦扫描显微镜和RTEC摩擦磨损试验测定了集料的三维微观形貌和摩擦特性,建立了铝矾土熟料耐磨性评价模型;基于CATIA和ABAQUS/CAE工具、AMES路面纹理激光扫描仪,室内加速加载试验,系统研究了铝矾土熟料集料的耐磨性能及其影响因素;利用剥落实验、搅动水静吸附法和表面能理论,研究了铝矾土熟料与沥青黏附性能,考察了铝矾土熟料沥青混合料的高温性能、水稳性能、低温性能和抗裂性能;基于加速加载试验下的沥青混合料纹理特性,考察了矿料分异、矿料类型、沥青膜厚度、紫外老化、热老化对铝矾土熟料沥青混合料抗滑性能的影响。本研究取得的主要成果如下:(1)根据不同种类铝矾土熟料的结构、组成和纹理特性,建立铝矾土熟料块料耐磨特性的评价方法。对影响耐磨特性的影响因素,矿物组成、等效杨氏模量、纳米硬度及硬度离散度进行分析,建立耐磨性与纳米硬度和硬度离散度的关系模型,评价不同种类铝矾土熟料的耐磨性,结合铝矾土熟料的物理化学特性和长期耐磨性分析结果建立了铝矾土熟料集料的技术指标和标准。本文建立块料耐磨性评价方法和评价模型可以用来评价铝矾土熟料的耐磨性能,填补目前规范没有铝矾土熟料耐磨性能评价方法和铝矾土熟料集料评价指标的空白。建立的铝矾土熟料集料技术指标和标准为铝矾土熟料在抗滑表层及其它层次中的应用提供依据。(2)对矿料空间布局与不同粒径组合对抗滑性能影响分析得出影响抗滑性能的关键筛孔是集料最大公称粒径和9.5mm~4.75mm,从矿料分异型沥青混合料长期抗滑性能的分析结果也证明了最大公称粒径和9.5mm~4.75mm这两档的集料不易采用劣质集料来替代。平均断面深度(MPD)是随着矿料组合中粗集料含量增加而变大,MPD值可以作为评价矿料间是否密实的指标,在矿料粗集料级配压实过程中,MPD最小值对应粗集料级配最密实状态。集料的空间分布会对摩擦特性产生影响,有限元模拟表明轮胎与集料接触面积越大,摩擦力越大,并通过室内沥青混合料试件集料的剥落试验结果验证了该模型的有效性。加速加载试验结果表明集料的粒径越小,不同集料间摩擦系数的差异也越小。从铝矾土熟料长期抗滑性能的衰变规律可知,影响沥青混合料长期抗滑性能差异的主要因素是集料的粒径大小和集料的耐磨特性。(3)铝矾土熟料沥青混合料的低温性能、抗裂性能和水稳定性能弱于同类型混合料的石灰岩和玄武岩,掺入部分石灰岩和增加沥青的用量可以提高铝矾土熟料沥青混合料的水温性能和抗裂性能。铝矾土熟料沥青混合料的高温性能优于同类型混合料石灰岩和玄武岩。从集料和沥青混合料两个角度的研究成果表明铝矾土熟料耐磨性能及其混合料抗滑性能优于玄武岩和石灰岩。(4)沥青混合料内部结构和集料的磨耗是造成沥青混合料抗滑性能加速衰减的主要因素,而沥青的老化、剥落和流变在抗滑性能的加速衰减阶段和缓慢衰减阶段起次要作用。建立了综合考虑不同因素影响下的沥青混合料抗滑性能衰变模型。基于沥青混合料抗滑性能平稳期持续时间长,以平稳期的抗滑性能作为划分沥青混合料抗滑性能分级的标准,确定了沥青混合料抗滑性能等级,将Rsk作为路面磨损的评价指标。另外,沥青混合料不同衰减阶段衰减机理的确定,可为维持和提升沥青混合料抗滑性能而在设计和施工阶段采取有效措施提供参考。
吕振飞[7](2020)在《用废电瓷制备免烧成耐高温材料及其性能研究》文中研究指明我国冶金、陶瓷、矿业、化工等重点行业大宗固废种类多、数量大、环境污染重,研究利用相关固废制备高值矿物材料技术非常迫切。本论文针对国内废电瓷大量用于填埋/铺路等低值减量性消化现状及我国耐火矿物原料的储量降低/开采成本高/环境影响大等突出问题,基于废电瓷的块状、可颗粒化、致密有硬度及具有一定耐高温性能等特性,充分挖掘废电瓷可高值化利用潜力,研究以废电瓷为主要原料制备可在1100-1300°C温度范围内使用的耐高温材料,解决废电瓷中色釉料组分高温容易产生液相对材料高温性能有害影响的突出问题,对于拓展废电瓷高值规模化利用途径、节约耐火原料资源具有重要意义。主要成果如下:(1)基于对废电瓷原料表征分析结果,研究废电瓷色釉料组分在高温下物相优化调控行为及性能有害组分的屏蔽效果。结果表明废电瓷坯体在1250°C高温下微观结构基本保持稳定;研究了色釉料包覆剂的组分设计及其在色釉料接触层区域与色釉料高温下液相组分反应生成新的耐高温物相,发现新物相有更优耐高温性能对色釉料中性能有害组分有很好的“屏蔽”效应,减弱其劣化高温性能的影响。研究了全体量废电瓷耐高温材料制备工艺,结果表明粗颗粒:中颗粒:细粉的比例为35:30:35时,经1200℃热处理3 h后试样综合性能最佳,其常温抗折强度为33.20 MPa,常温抗压强度为89.48 MPa。(2)分别研究添加铝灰和铝矾土熟料细粉对废电瓷制备耐高温材料性能影响,结果表明添加20%铝灰试样的常温抗折强度和抗压强度分别为25.31 MPa和67.48 MPa,相对全体量废电瓷制备的试样分别提高了59%和40%;添加25%铝矾土熟料细粉试样的常温抗折强度和抗压强度分别为28.15 MPa和81.41 MPa,相对全体量废电瓷制备试样分别提高了77%和69%。分析认为添加适量铝灰后材料中原位生成的纤维状/针状莫来石和晶须状/柱状刚玉产生桥联效应,均可增加材料内部阻碍裂纹扩展的路径,协同增韧提高材料的力学强度;适量的铝矾土熟料细粉可以促进高温液相反应中莫来石晶体的生成,保持试样高温形状稳定。(3)研究添加不同结合剂和硅溶胶在不同温度对试样强度协同贡献机理,结果表明硅溶胶结合剂中低温强度获得主要依靠-Si-O-Si-的胶结作用,添加磷酸二氢铝后会在中温时生成偏磷酸铝及其聚合物,提高试样中温强度;添加偏高岭土后可促进莫来石和尖晶石晶核在试样内形成,有利于提高其高温强度。获得偏高岭土/硅溶胶制备废电瓷基免烧成材料的抗折强度-热处理温度关系,揭示材料抗热震性增强机理。
韩涛[8](2020)在《膨润土基水泥浆液改性试验研究》文中研究指明随着我国经济不断的发展,越来越多城市的开始向地下空间发展并开始进行地下交通的施工。富水砂卵石地层是我国城市中的一种常见地层,在地下工程施工过程中往往要进行注浆处理,以保证施工的安全进行。在富水砂卵石地层中注浆,往往需要注浆材料达到凝胶时间可控、抗动水性能好、强度稳定、渗透系数小、环境污染小等要求。膨润土-水泥-水玻璃(Bentonite-cement-silicate sodium,简称BCS)双浆液体系是目前针对富水砂卵石地层研究较多浆液体系,相对于水泥单浆液和水泥-水玻璃双浆液,其可注性、抗渗性和稳定性均有了一定的提高,但实际工程中仍然会出现渗水和早期强度过低等问题。因此,需要进一步的提高浆液的早期强度和抗渗性能。纳米材料具有优良的物理、化学性能,能够大幅改善水泥浆材的力学性能和耐久性。本文先是探究了BCS浆液加入纳米材料后的基本参数并进行了微观理论分析,之后以BCS浆液和纳米SiO2为基础,使用铁铝酸盐水泥、早强剂等外加剂进行了一系列改性试验,具体研究内容如下:(1)通过基本试验,得到了BCS浆液在加入纳米材料后粘度、凝胶时间和强度三个基本的性能参数,找到了不同掺量下浆液参数的变化规律,确定了纳米材料的最佳使用范围,选择了性能更优的纳米SiO2进行后续试验。(2)运用水化动力学模型从微观上分析纳米材料影响BCS浆液性能参数的原因,为之后的改性试验提供依据。(3)用铁铝酸盐水泥对BCS浆液进行改性试验,并探究了铁铝酸盐水泥改性浆液强度过低的原因。(4)用铝矾土、三乙醇胺早强剂及其复配早强剂对BCS浆液进行改性试验,得到了三种早强剂对BCS浆液性能的影响规律。
任常在[9](2019)在《固废基硫铝酸盐-磷酸钾镁复合胶凝材料的制备及应用试验研究》文中研究说明我国工业固废堆存量巨大、地域分布广、环境危害极其深远。工业固废制备建筑材料是目前具有可行性的大规模利用途径之一。生产制品附加值低、工业固废有效利用率低、二次污染严重、产品市场容量有限等问题制约了工业固废向建筑材料的大规模发展。本文以全固废低环境负荷制备高附加值绿色胶凝材料为目标,选取脱硫镁渣、煤矸石、铝灰、电石渣具有典型化学成分的工业固废为原料,提出典型工业固废制备硫铝酸盐-磷酸钾镁复合胶凝材料(SAC-MKPC)的技术方案,基于宏观实验、微观分析和热力学理论模拟方法,研究典型工业固废制备SAC-MKPC熟料的可行性及各矿物相的生成演变规律,揭示镁磷比、复合成分、养护方式对SAC-MKPC水化产物微观结构、机械特性、耐水性的作用机理,开展复合胶凝材料应用在高值化的建筑3D打印上的试验研究,并对由工业固废到SAC-MKPC熟料全过程展开生命周期评价的系统研究。全文开展的主要工作如下:(1)开展了对典型工业固废制备SAC-MKPC熟料的可行性仿真计算研究。研究了 SAC-MKPC熟料成分相中硫铝酸钙矿物的生成路径及其热力学参数,并分析原料配比、煅烧温度对SAC-MKPC熟料矿物形成的影响规律。硫铝酸钙的生成路径有四种,煅烧温度在850℃-1000℃时,Al2O3、CaO、CaSO4直接生成3Ca0.3Al203·CaSO4,同时会伴有 CaO.Al203、3CaO·Al2O3、12CaO.7Al2O3生成,系统温度在 1000-1200℃时,CaO·Al2O3、3CaO·Al2O3、12CaO·7Al2O3 分别与 A1203、CaO、CaSO4结合生成 3CaO·3Al2O3·CaSO4。煅烧温度在 1200℃-1300℃、理论氧化镁含量在60%以上,该温度区间液相区域较小,熟料中主要矿物相为MgO、Ca2SiO4、3CaO·3Al2O3 CaSO4,同时伴有少量 MgAl2O4、Ca3MgSi208、CaSO4 矿物生成。因此,利用典型工业固废制备SAC-MKPC熟料理论是可行的。(2)开展了以典型工业固废脱硫镁渣、煤矸石、铝灰、电石渣为原料制备SAC-MKPC熟料的试验研究。试验研究了煅烧温度、原料组成对SAC-MKPC熟料的矿物相形成种类及含量的影响规律,揭示煅烧温度、氧化镁含量对复合胶凝材料水化产物的机械性能、矿物组成、微观结构的影响机理。煅烧温度在1250℃-1300℃、理论氧化镁含量在60%以上时,SAC-MKPC熟料中的主要矿物相为 MgO、Ca2SiO4、3CaO3Al2O3.CaSO4,煅烧温度在 1350℃ 时,熟料中3CaO·3Al2O3·CaSO4发生了部分分解,相对含量降低,各熟料系统中均存在微弱的MgAl2O4、Ca3MgSi2O8和CaSO4。煅烧温度在1300℃、理论氧化镁含量在70%时,复合胶凝材料水化产物的电镜图中能够清晰显示MgKP04·6H20和AFt矿物相的存在且含量较多,净浆抗压强度最佳。典型工业固废为原料制备硫铝酸盐-磷酸钾镁复合胶凝材料熟料是切实可行的。(3)开展了镁磷比、复合成分、养护方式对SAC-MKPC的性能影响研究,并进行了复合胶凝材料应用于3D打印的试验研究。在水化产物的机械强度、反应程度、浸出液pH、微观结构层面揭示镁磷比、复合成分、养护方式对SAC-MKPC的性能影响机制。建立3D打印混凝土的可塑造性理论模型,分析外加剂、水灰比对SAC-MKPC基3D打印混凝土的可塑造性影响,并验证改性后SAC-MKPC打印混凝土的打印效果及其可塑造性理论模型的适用性。熟料中理论氧化镁为70%,M/P分别为5、7时,水化产物的电镜图中可观察到铝胶、钙矾石、MgKPO4 6H20覆盖在MgO骨架上,微观结构较致密,水化产物反应程度较深,水化产物浸出液的pH变化较小,抗压强度保有率大于1,耐水性能提高。SAC-MKPC经外加剂改性后可制备成3D打印混凝土,改性后的打印混凝土凝结时间在40min-50min,2h的抗压强度可超过15MPa且后期强度发展稳定,打印效果最佳;固废制备的SAC-MKPC具有较强的耐水性,且可通过改性制备成建筑3D打印材料,进一步提高工业固废的产品附加值。(4)开展了以典型工业固废为原料制备SAC-MKPC熟料生产工艺的全生命周期评价。并与以自然资源生产硫铝酸盐(SAC)熟料、磷酸钾镁(MKPC)熟料的生产工艺对环境影响进行对比分析,阐明了以典型工业固废制备SAC-MKPC熟料的生产工艺在自然资源消耗和CO2、S02排放等方面的技术优势。生产1t同性能熟料,工业固废制备SAC-MKPC熟料工艺对环境更友好,固废制备SAC-MKPC熟料总过程比以自然资源为原料制备SAC熟料、MKPC熟料总过程对环境影响分别降低16.2%、39.84%。固废制备SAC-MKPC熟料属于低能耗、低排放生产高性能绿色建材工艺,其整个过程比以自然资源为原料制备SAC熟料、MKPC熟料在中国资源消耗的环境影响指标中分别降低90.15%、60.75%。固废制备SAC-MKPC熟料比自然资源制备SAC熟料、MKPC熟料的生产方式在CO2排放对环境影响分别降低了 37.96%、38.61%,固废制备SAC-MKPC熟料比自然资源生产MKPC熟料的S02排放降低32.87%,但要比自然资源制备SAC熟料的S02排放提高21.79%。固废制备SAC-MKPC的整体工艺对减少环境污染具有更明显效果,但在SO2排放方面仍有很大的改进空间。
孙建辉[10](2019)在《油基钻屑残渣制备免烧压裂支撑剂的研究》文中认为油基钻屑是油气田开采过程中产生的固体废弃物,主要是开采过程中产生的油泥、油砂等。油基钻屑主要采用热脱附处理(也称热解),回收油基钻屑中的基础油,处理后的残渣以固化填埋和集中暂存为主,是一种不容忽视的固体废弃物。因此,如何有效的综合利用这些残渣,对进一步提高钻井废弃物资源化利用具有重要意义。本文以油基钻屑残渣和固化剂为主要原料,采用球磨机、不锈钢变速成球机、恒温恒湿养护箱等实验设备,制备了免烧压裂支撑剂。对原料的选择、配方和制备工艺和机理进行了深入研究和探讨,进而对制备的免烧压裂支撑剂进行了较全面的性能测试。实验结果表明:以40~60%的油基钻屑残渣、40~60%的自制固化剂,首先在球磨机内粉碎完全,然后放入搅拌机内搅拌均匀,然后在成球机内辅以5~10%的水滚动成球,自然晾干24h,振筛机筛分,最后在恒温恒湿养护箱(温度20℃,湿度95%)养护28d,制备的免烧压裂支撑剂,可以达到SY/T5108-2014《水力压裂和砾石充填作业用支撑剂性能测试方法》的标准要求。同时,本文采用扫描电镜、X衍射仪等测试手段,研究探讨了免烧压裂支撑剂制的造粒过机理和强度形成机理,结果表明在原料中起主要骨架支撑的组分m(Si O2):m(Ca O):m(Al2O3)=3:1:1.5时,制备的压裂支撑剂收率和强度最高。
二、水泥用铝矾土的化学矿物特征(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、水泥用铝矾土的化学矿物特征(论文提纲范文)
(1)基于多种固废协同处置技术的高贝利特硫铝酸盐水泥制备与应用基础研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 高贝利特硫铝酸盐水泥简介 |
1.2.1 熟料矿物组成 |
1.2.2 制备工艺 |
1.2.3 水化反应 |
1.3 固废在高贝利特硫铝酸盐水泥制备中的应用 |
1.3.1 铝硅质固废原料的应用 |
1.3.2 钙硫质固废原料的应用 |
1.4 研究内容 |
1.5 技术路线 |
第2章 原材料及实验方法 |
2.1 原材料 |
2.1.1 固废原材料 |
2.1.2 其他原材料 |
2.2 实验设备 |
2.3 测试方法 |
2.3.1 宏观测试 |
2.3.2 微观测试 |
第3章 固废基HBSAC的制备基础理论研究 |
3.1 制备流程 |
3.2 配料设计 |
3.2.1 设计原则 |
3.2.2 设计步骤 |
3.2.3 配料方案 |
3.3 煅烧制度 |
3.3.1 煅烧温度 |
3.3.2 保温时间 |
3.3.3 冷却方式 |
3.4 物相定性与定量分析 |
3.4.1 物相定性分析 |
3.4.2 物相定量分析 |
3.5 矿物组成变化对固废基HBSAC制备的影响 |
3.5.1 对煅烧温度的影响 |
3.5.2 对矿物形貌的影响 |
3.5.3 对易磨性的影响 |
3.6 环境效应分析 |
3.7 经济性分析 |
3.8 本章小结 |
第4章 固废基HBSAC的水化性能研究 |
4.1 物理性能 |
4.2 力学性能 |
4.3 耐久性能 |
4.3.1 干缩性能 |
4.3.2 抗硫酸盐侵蚀性能 |
4.4 水化特性 |
4.4.1 水化热 |
4.4.2 水化产物 |
4.4.3 孔结构 |
4.5 应用举例 |
4.5.1 试验方案设计 |
4.5.2 样品制备流程 |
4.5.3 样品性能测试 |
4.6 本章小结 |
第5章 固废基HBSAC中残留石膏的作用机制研究 |
5.1 试验方案设计 |
5.1.1 不同石膏种类固废基HBSAC试验方案 |
5.1.2 不同残留石膏含量固废基HBSAC试验方案 |
5.2 残留石膏与后掺石膏对固废基HBSAC性能的影响 |
5.2.1 物理性能 |
5.2.2 力学性能 |
5.2.3 水化特性 |
5.3 残留石膏作用机制的提出 |
5.4 残留石膏含量对固废基HBSAC性能的影响 |
5.4.1 物理性能 |
5.4.2 力学性能 |
5.4.3 水化特性 |
5.5 本章小结 |
第6章 基于固废基HBSAC的复合胶凝材料性能研究 |
6.1 固废基HBSAC-硅酸盐水泥复合胶凝材料体系 |
6.1.1 物理性能 |
6.1.2 力学性能 |
6.1.3 干缩性能 |
6.1.4 水化特性 |
6.1.5 工作性能 |
6.2 固废基HBSAC-纳米二氧化硅复合胶凝材料体系 |
6.2.1 物理性能 |
6.2.2 力学性能 |
6.2.3 水化特性 |
6.3 固废基HBSAC-电石渣复合胶凝材料体系 |
6.3.1 物理性能 |
6.3.2 力学性能 |
6.3.3 水化特性 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 研究结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的学术论文及科研工作 |
致谢 |
(2)硫硅酸钙-硫铝酸钙水泥的性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 硫铝酸盐水泥概述 |
1.2.1 硫铝酸盐水泥的生产 |
1.2.2 硫铝酸盐水泥的水化机理 |
1.2.3 硫铝酸盐水泥的性能及应用 |
1.3 硫硅酸钙矿物的研究进展 |
1.3.1 硫硅酸钙的形成条件 |
1.3.2 硫硅酸钙的水化活性 |
1.3.3 硫硅酸钙作为添加剂对硫铝酸盐水泥性能的影响 |
1.3.4 含硫硅酸钙的硫铝酸盐水泥制备 |
1.4 本课题的提出及研究意义 |
1.5 研究内容 |
1.6 技术路线 |
第二章 原材料与试验方法 |
2.1 试验原材料 |
2.2 试验方法 |
2.2.1 水泥制备 |
2.2.2 宏观性能 |
2.2.3 化学分析 |
2.2.4 微观分析 |
第三章 硫硅酸钙含量对水泥性能的影响 |
3.1 不同硫硅酸钙含量的熟料制备 |
3.1.1 矿物组成 |
3.1.2 微观形貌 |
3.2 硫硅酸钙含量对水泥性能的影响 |
3.2.1 凝结时间 |
3.2.2 抗压强度 |
3.2.3 体积稳定性 |
3.2.4 水化产物 |
3.3 后掺石膏对水泥性能的影响 |
3.3.1 凝结时间 |
3.3.2 抗压强度 |
3.3.3 水化过程 |
3.4 本章小结 |
第四章 养护条件对硫硅酸钙-硫铝酸钙水泥性能的影响 |
4.1 养护温度对水泥性能的影响 |
4.1.1 强度 |
4.1.2 体积稳定性 |
4.1.3 水化产物 |
4.2 养护湿度对水泥性能的影响 |
4.2.1 强度 |
4.2.2 水化产物 |
4.3 本章小结 |
第五章 硫硅酸钙-硫铝酸钙水泥矿物组成的优化 |
5.1 硫铝酸钙矿物的优化 |
5.1.1 矿物组成 |
5.1.2 力学性能 |
5.1.3 水化过程 |
5.2 硫硅酸钙矿物的优化 |
5.2.1 矿物组成 |
5.2.2 力学性能 |
5.3 后掺石膏种类对水泥性能的影响 |
5.3.1 力学性能 |
5.3.2 化学结合水 |
5.3.3 水化产物 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(4)中高活性重构钢渣微粉的制备及其发泡改性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究目的及意义 |
1.2 钢渣的性质及分类 |
1.2.1 钢渣的矿物组成和化学组成 |
1.2.2 钢渣的分类 |
1.3 钢渣在水泥混凝土行业的应用 |
1.3.1 钢渣在水泥行业的应用 |
1.3.2 钢渣在混凝土领域的应用 |
1.4 国内外钢渣活性激发研究进展 |
1.4.1 物理激发 |
1.4.2 化学激发 |
1.4.3 热力学激发 |
1.4.4 组分重构 |
1.5 国内外钢渣易磨性研究进展 |
1.6 钢渣利用主要存在问题 |
1.7 本课题的研究目标及内容 |
1.8 本课题的技术路线 |
第2章 原材料及试验方法 |
2.1 原材料 |
2.1.1 转炉钢渣 |
2.1.2 调质组分 |
2.1.3 水泥 |
2.1.4 化学试剂 |
2.1.5 砂、水 |
2.2 原料的预处理 |
2.2.1 钢渣 |
2.2.2 石灰 |
2.2.3 铝矾土 |
2.2.4 钢渣 |
2.3 试验仪器及设备 |
2.4 试验方法 |
2.4.1 重构钢渣制备方法 |
2.4.2 化学成分测试方法 |
2.4.3 密度测试方法 |
2.4.4 比表面积测试方法 |
2.4.5 胶砂制备及强度测试方法 |
2.4.6 胶砂活性测试方法 |
2.4.7 胶凝材料安定性测试方法 |
2.4.8 易磨性测试方法 |
2.4.9 孔结构及孔隙率测试方法 |
2.4.10 粒度测试方法 |
2.4.11 水化热测试方法 |
2.4.12 TG-DSC测试方法 |
2.4.13 X射线衍射分析测试方法 |
2.4.14 SEM测试方法 |
第3章 重构钢渣的制备及性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 高活性重构钢渣原料设计原则及配比设计方案 |
3.3 调质组分对钢渣重构的影响研究 |
3.4 烧成工艺对钢渣重构的影响研究 |
3.5 重构钢渣的易磨性研究 |
3.6 重构钢渣的形貌分析 |
3.6.1 重构钢渣岩相分析 |
3.6.2 重构钢渣的微观形貌分析 |
3.7 重构钢渣的基本性能及胶凝性研究 |
3.7.1 重构钢渣的基本性能研究 |
3.7.2 重构钢渣的反应活性研究 |
3.7.3 重构钢渣的水化放热行为研究 |
3.8 钢渣重构对胶凝浆体水化产物的影响 |
3.8.1 钢渣重构对胶凝浆体水化产物矿物相的影响 |
3.8.2 钢渣重构对胶凝浆体水化产物微观形貌的影响 |
3.9 本章小结 |
第4章 SiC高温发泡重构钢渣的改性研究 |
4.1 引言 |
4.2 SiC发泡重构钢渣的配合比设计 |
4.3 SiC发泡对重构钢渣矿物组成的影响 |
4.4 SiC发泡对重构钢渣SEM微观形貌的影响 |
4.5 SiC发泡对重构钢渣孔结构的影响 |
4.6 SiC发泡对重构钢渣易磨性的影响 |
4.7 SiC发泡对重构钢渣胶凝性能的影响 |
4.8 SiC发泡对重构钢渣水化反应的影响 |
4.9 本章小结 |
第5章 SiC-CaCO_3复合发泡对重构钢渣的影响研究 |
5.1 引言 |
5.2 SiC-CaCO_3复合发泡重构钢渣的配合比设计 |
5.3 SiC-CaCO_3复合发泡对重构钢渣矿物组成的影响 |
5.4 SiC-CaCO_3复合发泡对重构钢渣微观形貌的影响 |
5.5 SiC-CaCO_3复合发泡对重构钢渣孔结构的影响 |
5.6 SiC-CaCO_3复合发泡对重构钢渣易磨性的影响 |
5.7 SiC-CaCO_3复合发泡对重构钢渣胶凝性能的影响 |
5.8 SiC-CaCO_3复合发泡对重构钢渣水化反应的影响 |
5.9 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表及待发表的学术论文及其他成果 |
致谢 |
(5)高铁低钙硅酸盐海工水泥的制备及抗蚀性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外海工建筑侵蚀破坏工程实例 |
1.2.1 国外情况 |
1.2.2 国内情况 |
1.3 高铁低钙硅酸盐水泥研究进展 |
1.4 水泥的腐蚀机理研究 |
1.4.1 硫酸盐侵蚀研究 |
1.4.2 氯盐侵蚀研究 |
1.4.3 氯盐和硫酸盐耦合 |
1.5 离子掺杂对水泥熟料矿物形成的影响 |
1.5.1 离子掺杂对熟料烧成反应及性能的影响 |
1.5.2 C_3S的多晶转变 |
1.5.3 掺杂对C_2S矿物形成的影响 |
1.5.4 铝酸三钙(C_3A) |
1.5.5 铁铝酸四钙(C_4AF) |
1.6 研究目的及内容 |
1.6.1 研究目的及意义 |
1.6.2 研究内容 |
1.6.3 技术路线 |
第2章 实验原材料及方法 |
2.1 实验原料 |
2.1.1 原料来源与分析 |
2.1.2 实验所用化学试剂 |
2.1.3 原料预处理 |
2.2 实验设备及方法 |
2.2.1 实验仪器及设备 |
2.2.2 水泥熟料烧结 |
2.2.3 水泥熟料的处理 |
2.2.4 游离氧化钙的测定 |
2.2.5 力学性能测试 |
2.2.6 抗硫酸盐侵蚀性试验 |
2.2.7 X射线衍射分析 |
2.2.8 扫描电子显微镜分析 |
第3章 高铁低钙硅酸盐水泥的制备及性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 铁相单矿的合成 |
3.2.1 铁相单矿合成设计方案 |
3.2.2 煅烧温度对铁相形成的影响 |
3.2.3 不同烧结温度对铁相水化放热的影响 |
3.3 C_3A设计含量对矿物形成及性能的影响 |
3.3.1 不同C_3A含量的水泥配方设计 |
3.3.2 C_3A设计含量水泥对熟料矿物形成的影响 |
3.3.3 C_3A设计含量对水泥水化放热情况的影响 |
3.3.4 C_3A设计含量对水泥力学性能的影响 |
3.4 C_4AF设计含量对熟料矿物形成及性能的影响 |
3.4.1 不同C_4AF设计含量的水泥配方设计 |
3.4.2 不同C_4AF设计含量对熟料矿物形成的影响 |
3.4.3 不同铁相设计含量水泥水化热 |
3.4.4 不同C_4AF设计含量对水泥力学性能的影响 |
3.5 本章小结 |
第4章 离子掺杂对高铁低钙水泥的性能影响 |
4.1 引言 |
4.2 BaO掺杂改性对水泥性能影响 |
4.2.1 BaO掺杂配方设计 |
4.2.2 BaO对熟料烧成温度及f-CaO的影响 |
4.2.3 BaO对水泥熟料矿物形成的影响 |
4.2.4 BaO掺杂在水泥矿物中的固溶情况 |
4.2.5 BaO掺量对水泥力学性能的影响 |
4.2.6 BaO掺量对水泥水化产物的影响 |
4.2.7 BaO掺杂对水泥抗硫酸盐侵蚀性能的影响 |
4.3 ZnO掺杂对水泥性能的影响 |
4.3.1 ZnO掺杂配方设计 |
4.3.2 ZnO掺量对水泥熟料矿物形成物相分析 |
4.3.3 ZnO掺量对水泥矿物晶粒形成的影响 |
4.3.4 ZnO掺量对水泥力学性能的影响 |
4.3.5 ZnO对水泥水化热的影响 |
4.3.6 ZnO掺量对水泥水化产物的影响 |
4.3.7 ZnO对水泥抗硫酸盐侵蚀性能的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 高铁低钙水泥抗蚀机理分析 |
5.1 引言 |
5.2 熟料矿物组成对水泥抗硫酸盐侵蚀的影响 |
5.2.1 C_3A设计含量对水泥抗硫酸盐侵蚀的影响 |
5.2.2 C_4AF设计含量对水泥抗硫酸盐侵蚀性能的影响 |
5.3 不同铁相含量对水泥抗侵蚀机理分析 |
5.3.1 不同铁相设计含量的水泥在NaCl中侵蚀水化产物 |
5.3.2 在Na_2SO_4中侵蚀水化产物 |
5.3.3 硫酸盐侵蚀对高铁低钙水泥侵蚀机理 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表及待发表的学术论文及其他成果 |
致谢 |
(6)铝矾土熟料耐磨性及其沥青混合料抗滑性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 铝矾土熟料的应用现状 |
1.2.2 路面表面纹理评价方法及指标 |
1.2.3 抗滑性能测试设备及测试方法 |
1.2.4 沥青混合料抗滑性能影响因素分析 |
1.2.5 沥青路面抗滑性能变化规律 |
1.2.6 国内外研究现状评述 |
1.3 主要研究内容 |
1.3.1 铝矾土矿石及其熟料物理化学特性 |
1.3.2 铝矾土熟料块料耐磨性能研究及其集料技术指标 |
1.3.3 铝矾土熟料空间布局与粒径组合对抗滑性能的影响 |
1.3.4 铝矾土熟料沥青混合料路用性能 |
1.3.5 铝矾土熟料沥青混合料抗滑性能 |
1.4 研究技术路线 |
第二章 铝矾土矿石及其熟料物理化学特性 |
2.1 铝矾土矿石资源调查 |
2.1.1 铝矾土矿石的分布 |
2.1.2 铝矾土矿石组成及分类 |
2.1.3 铝矾土熟料的制备工艺流程 |
2.1.4 铝矾土熟料的分级 |
2.2 铝矾土熟料的化学和矿物组成分析 |
2.2.1 铝矾土熟料化学成分组成 |
2.2.2 铝矾土熟料矿物成分组成 |
2.3 铝矾土熟料的结构分析 |
2.3.1 铝矾土熟料的外观结构 |
2.3.2 铝矾土熟料的显微结构特征 |
2.3.3 铝矾土熟料表面元素分布分析 |
2.3.4 铝矾土熟料的孔结构分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 铝矾土熟料块料耐磨性能研究及集料技术指标 |
3.1 铝矾土熟料集料技术性能分析 |
3.1.1 压碎值 |
3.1.2 磨耗值 |
3.1.3 磨光值 |
3.1.4 吸水率 |
3.1.5 密度 |
3.2 铝矾土熟料集料的表面纹理表征与获取 |
3.2.1 铝矾土熟料集料表面纹理表征指标 |
3.2.2 铝矾土熟料集料表面纹理的获取 |
3.3 铝矾土熟料块料耐磨性能评价 |
3.3.1 铝矾土熟料块料耐磨抗滑评价方法 |
3.3.2 铝矾土熟料抗滑耐磨性评价 |
3.3.3 铝矾土熟料集料的耐磨特性分析 |
3.4 铝矾土熟料耐磨性能影响因素分析 |
3.4.1 化学组成及矿物组成的影响 |
3.4.2 等效杨氏模量的影响 |
3.4.3 硬度的影响 |
3.4.4 铝矾土熟料耐磨性评价模型的建立 |
3.5 铝矾土熟料集料技术指标及其标准建立 |
3.6 本章小结 |
第四章 铝矾土熟料空间布局与粒径组合对抗滑性能的影响 |
4.1 单粒径集料粒径大小和空间间距对抗滑性能的影响 |
4.1.1 单粒径集料粒径大小对抗滑性能的影响 |
4.1.2 集料空间布局对抗滑性能影响的数值模拟 |
4.2 不同粒径矿料组合对抗滑性能的影响 |
4.2.1 不同粒径矿料组合下的抗滑性能分析 |
4.2.2 矿粉在矿料级配中对抗滑性能的影响分析 |
4.2.3 压实功对宏观构造的影响 |
4.3 单粒径铝矾土熟料的长期耐磨性能 |
4.3.1 加速加载试验条件下铝矾土熟料耐磨性能分析 |
4.3.2 铝矾土熟料抗滑表层耐磨性能的跟踪监测评价 |
4.4 本章小结 |
第五章 铝矾土熟料沥青混合料路用性能 |
5.1 原材料技术指标及级配设计 |
5.1.1 沥青技术指标 |
5.2 铝矾土熟料与沥青的粘附性 |
5.2.1 集料特性对粘附性的影响 |
5.2.2 基于水煮法的集料与沥青的粘附性评价 |
5.2.3 基于搅动水静吸附法的铝矾土集料与沥青的粘附性评价 |
5.2.4 基于表面能理论的铝矾土集料沥青吸附规律评价 |
5.3 铝矾土熟料沥青混合料高温性能 |
5.4 铝矾土熟料沥青混合料低温性能 |
5.5 铝矾土熟料沥青混合料水稳定性能 |
5.6 铝矾土熟料沥青混合料水敏感性分析 |
5.7 铝矾土熟料沥青混合料抗裂性能 |
5.7.1 原材料及级配 |
5.7.2 试验前准备工作 |
5.7.3 试验结果分析 |
5.8 本章小结 |
第六章 铝矾土熟料沥青混合料抗滑性能 |
6.1 沥青混合料纹理特性表征参数在加速加载试验下的变化规律 |
6.1.1 纹理特性指标表征参数 |
6.1.2 矿料分异对纹理特性表征参数演变规律的影响研究 |
6.1.3 矿料类型与级配对路面纹理特性表征参数演变规律的影响研究 |
6.1.4 沥青膜剥落对路面纹理特性表征参数演变规律的影响研究 |
6.1.5 紫外老化对纹理特性表征参数演变规律的影响研究 |
6.1.6 热老化对纹理特性表征参数演变规律的影响研究 |
6.2 沥青路面抗滑性能预测模型 |
6.2.1 纹理指标之间的相关性分析 |
6.2.2 BPN与抗滑性能影响因素相关关系的建立 |
6.2.3 沥青路面磨耗指标的提出 |
6.3 沥青混合料抗滑性能衰减机理探讨 |
6.3.1 沥青混合料内部结构变化对抗滑性能衰减的影响 |
6.3.2 沥青老化对抗滑性能衰减的影响 |
6.3.3 细集料剥落对抗滑性能衰减的影响 |
6.3.4 集料耐磨性能对抗滑性能衰减的影响 |
6.3.5 集料微观形貌变化对抗滑性能的影响 |
6.3.6 沥青路面抗滑性能衰减机理探讨 |
6.4 沥青路面抗滑性能改善措施 |
6.5 沥青路面抗滑性能分级 |
6.6 本章小结 |
第七章 结论与创新点 |
7.1 主要结论 |
7.2 创新点 |
7.3 存在问题与技术展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(7)用废电瓷制备免烧成耐高温材料及其性能研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 电瓷的性质、生产工艺及产业发展现状 |
1.1.1 电瓷的概念、性质及其发展 |
1.1.2 电瓷的原料及生产工艺 |
1.1.3 电瓷的产业发展现状及分类 |
1.2 废电瓷的产生及回收利用研究进展 |
1.2.1 废电瓷的产生及存在现状 |
1.2.2 废电瓷的国内外综合利用研究进展 |
1.3 免烧成耐高温材料技术进展及其结合剂研究现状 |
1.3.1 耐高温材料发展历程 |
1.3.2 免烧成耐高温材料及其技术进展 |
1.3.3 免烧成耐高温材料结合剂概述 |
1.4 耐高温材料用工业原料及固体废弃物概述 |
1.4.1 铝矾土熟料 |
1.4.2 黏土 |
1.4.3 铝灰 |
1.5 本文研究的目的、意义及主要研究内容 |
1.5.1 研究目的和意义 |
1.5.2 主要研究内容 |
第2章 废电瓷的表征及色釉料高温性能有害组分屏蔽研究 |
2.1 实验原料和仪器设备 |
2.1.1 实验原料 |
2.1.2 实验仪器设备 |
2.2 实验过程 |
2.2.1 实验原料的处理和废电瓷与黏土热处理样品的制备 |
2.2.2 性能测试与表征 |
2.3 废电瓷及其与黏土高温产物的表征与结果分析 |
2.3.1 废电瓷的表征及分析 |
2.3.2 废电瓷色釉料性能有害组分高温转相和屏蔽效应分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 全体量废电瓷制备耐高温材料的颗粒级配和性能研究 |
3.1 实验原料和仪器设备 |
3.1.1 实验原料 |
3.1.2 实验仪器设备 |
3.2 实验过程 |
3.2.1 实验样品的制备 |
3.2.2 性能测试与表征 |
3.3 结果及分析 |
3.3.1 颗粒级配对全体量废电瓷制备耐高温材料性能的影响 |
3.3.2 热处理温度对全体量废电瓷制备耐高温材料性能的影响 |
3.3.3 保温时间对全体量废电瓷制备耐高温材料性能的影响 |
3.4 本章小结 |
第4章 添加铝灰/黏土对废电瓷制备耐高温材料的性能影响研究 |
4.1 实验原料和仪器设备 |
4.1.1 实验原料 |
4.1.2 实验仪器设备 |
4.2 实验过程 |
4.2.1 实验样品的制备 |
4.2.2 性能测试与表征 |
4.3 结果及分析 |
4.3.1 热处理温度及铝灰添加量对材料物相组成的影响 |
4.3.2 热处理温度及铝灰添加量对材料物理性能的影响 |
4.3.3 热处理温度及铝灰添加量对材料显微形貌和元素组成及分布的影响 |
4.3.4 热处理温度及铝灰添加量对材料常温力学性能的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 添加铝矾土熟料细粉对废电瓷基耐高温材料的制备及性能影响研究 |
5.1 实验原料和仪器设备 |
5.1.1 实验原料 |
5.1.2 实验仪器设备 |
5.2 实验过程 |
5.2.1 实验样品的制备 |
5.2.2 性能测试与表征 |
5.3 结果及分析 |
5.3.1 热处理温度和铝矾土熟料添加量对材料物相组成的影响 |
5.3.2 热处理温度和铝矾土熟料添加量对材料物理性能的影响 |
5.3.3 热处理温度和铝矾土熟料添加量对材料显微形貌和元素组成及分布的影响 |
5.3.4 热处理温度和铝矾土熟料添加量对材料常温力学性能的影响 |
5.4 本章小结 |
第6章 结合剂对废电瓷制备免烧成耐高温材料性能影响及强度获得机制研究 |
6.1 实验原料和仪器设备 |
6.1.1 实验原料 |
6.1.2 实验仪器设备 |
6.2 实验过程 |
6.2.1 实验样品的制备 |
6.2.2 性能测试与表征 |
6.3 结果及分析 |
6.3.1 不同硅溶胶结合剂制备试样不同温度下强度获得机制探讨 |
6.3.2 不同硅溶胶结合剂制备试样1300℃热处理后表征分析及讨论 |
6.3.3 免烧成废电瓷基耐高温材料热震损伤原理及抗热震性提高机制研究 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论 |
创新点 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(8)膨润土基水泥浆液改性试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及研究意义 |
1.1.1 选题背景 |
1.1.2 选题目的及意义 |
1.2 注浆材料的研究现状及存在问题 |
1.2.1 注浆材料研究现状 |
1.2.2 富水砂卵石地层的注浆材料及存在问题 |
1.2.3 BCS注浆材料 |
1.2.4 纳米材料添加剂研究现状 |
1.3 现有研究存在的问题 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第二章 试验原材料及试验方法 |
2.1 原材料 |
2.2 试验方法及试验仪器 |
2.2.1 粘度测试 |
2.2.2 凝胶时间测试 |
2.2.3 强度测试 |
2.2.4 正交试验设计方法简介 |
第三章 纳米材料对BCS浆液基本性能的影响 |
3.1 BCS浆液的反应机理 |
3.1.1 水泥水化机理 |
3.1.2 BCS浆液反应机理 |
3.1.3 BCS浆液反应机理 |
3.2 试验研究 |
3.2.1 试验方案 |
3.2.2 试验结果与分析 |
3.3 纳米SiO_2对BCS浆液的影响 |
3.3.1 水化动力学模型 |
3.3.2 纳米SiO_2 晶核作用模型 |
3.3.3 纳米SiO_2 对浆液性能的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 铁铝酸盐水泥改性试验 |
4.1 铁(硫)铝酸盐水泥改性试验研究现状 |
4.2 正交试验 |
4.2.1 试验方案 |
4.2.2 试验结果 |
4.2.3 正交试验结果分析 |
4.3 平行试验 |
4.3.1 平行试验方案 |
4.3.2 平行试验结果 |
4.4 补充试验 |
4.5 本章小结 |
第五章 外加剂改性试验 |
5.1 铝矾土改性试验 |
5.1.1 试验方案及结果 |
5.1.2 试验结果分析 |
5.2 三乙醇胺改性试验 |
5.2.1 试验方案及结果 |
5.2.2 试验结果分析 |
5.3 复合早强剂改性试验 |
5.3.1 试验方案及结果 |
5.3.2 试验结果分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
(9)固废基硫铝酸盐-磷酸钾镁复合胶凝材料的制备及应用试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 典型工业固废的产生及利用现状 |
1.2.1 脱硫镁渣的产生及利用现状 |
1.2.2 铝灰的产生及利用现状 |
1.2.3 电石渣的产生及利用现状 |
1.2.4 煤矸石、白云石尾矿的产生及利用现状 |
1.2.5 典型工业固废利用的瓶颈 |
1.3 固废制备高性能胶凝材料的研究进展 |
1.3.1 固废制备硫铝酸盐胶凝材料的研究进展 |
1.3.2 固废制备磷酸镁系胶凝材料的研究进展 |
1.3.3 硫铝酸盐-磷酸镁复合胶凝材料研究进展 |
1.4 建筑3D打印材料的研究进展 |
1.5 水泥基胶凝材料生命周期评价的研究进展 |
1.6 研究目的、意义和内容 |
1.6.1 研究目的和意义 |
1.6.2 研究内容 |
第2章 固废制备SAC-MKPC熟料的热力学研究 |
2.1 典型工业固废的理化特性 |
2.1.1 脱硫镁渣的理化特性 |
2.1.2 铝灰的理化特性 |
2.1.3 电石渣的理化特性 |
2.1.4 煤矸石的理化特性 |
2.1.5 白云石尾矿的理化特性 |
2.2 典型固废的理论热分解特性及矿物相固硫能力分析 |
2.2.1 化学反应的热力学理论基础 |
2.2.2 典型固废主要成分相的理论热分解特性 |
2.2.3 MgO、CaO、Ca(OH)_2的固硫能力分析 |
2.3 硫铝酸钙矿物的热力学参数理论计算 |
2.3.1 硫铝酸钙生成路径理论分析 |
2.3.2 硫铝酸钙不同生成路径下的热力学参数 |
2.3.3 硫铝酸钙摩尔热容 |
2.4 多元系统的热力反应计算 |
2.4.1 初始反应阶段 |
2.4.2 过渡相反应阶段 |
2.4.3 目标矿物稳定存在阶段 |
2.4.4 温度、氧化镁含量对多元系统产物的影响 |
2.5 本章小结 |
第3章 固废制备SAC-MKPC的试验研究 |
3.1 试验原料及试验系统 |
3.1.1 试验原料 |
3.1.2 试验系统 |
3.1.3 制备方法 |
3.1.4 产物分析 |
3.2 SAC-MKPC熟料产物分析 |
3.2.1 原料配比对SAC-MKPC熟料矿物的影响 |
3.2.2 煅烧温度对SAC-MKPC熟料矿物的影响 |
3.3 水化产物特性及微观结构分析 |
3.3.1 SAC-MKPC净浆机械特性 |
3.3.2 水化产物热特性分析 |
3.3.3 水化产物微观结构分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 镁磷比、复合成分对SAC-MKPC性能影响研究 |
4.1 试验原料及试验方法 |
4.1.1 试验原料 |
4.1.2 试验方法 |
4.2 M/P、复合成分对SAC-MKPC水化特性影响分析 |
4.2.1 M/P、复合成分对SAC-MKPC净浆机械特性影响 |
4.2.2 M/P、复合成分对水化产物热特性影响 |
4.2.3 M/P、复合成分对SAC-MKPC水化产物微观结构影响 |
4.3 SAC-MKPC耐水性能分析 |
4.3.1 M/P、复合成分、养护条件对SAC-MKPC耐水性能影响 |
4.3.2 试件浸出液pH与耐水性的关系分析 |
4.3.3 SAC-MKPC耐水性机制分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 固废基SAC-MKPC建筑3D打印应用试验研究 |
5.1 建筑3D打印实验系统 |
5.1.1 小型3D打印装置系统 |
5.1.2 打印时间的设置 |
5.2 实验原料 |
5.2.1 基质材料 |
5.2.2 外加剂 |
5.3 SAC-MKPC基混凝土可塑造性研究 |
5.3.1 3D打印混凝土可塑造性的理论研究 |
5.3.2 外加剂对SAC-MKPC基混凝土可塑造性影响 |
5.3.3 水灰比对SAC-MKPC基混凝土可塑造性影响 |
5.4 3D打印过程的验证 |
5.4.1 打印参数设置及模型建立 |
5.4.2 打印结果分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 固废制备SAC-MKPC熟料的全生命周期评价 |
6.1 研究目标和评价范围 |
6.1.1 研究目标 |
6.1.2 评价范围 |
6.2 清单分析 |
6.2.1 能源、资源的输入 |
6.2.2 能源产品生命周期清单 |
6.2.3 影响评价指标 |
6.3 结果分析 |
6.3.1 特征化分析 |
6.3.2 归一化分析 |
6.3.3 加权综合分析 |
6.4 资源消耗及碳、硫排放分析 |
6.4.1 资源消耗分析 |
6.4.2 CO_2、SO_2排放分析 |
6.5 本章小结 |
第7章 全文总结和展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 主要创新点 |
7.3 建议和展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间的主要成果 |
英文论文 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(10)油基钻屑残渣制备免烧压裂支撑剂的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
引言 |
第1章 文献综述 |
1.1 油基钻屑来源、危害及处理技术 |
1.1.1 油基钻屑的来源 |
1.1.2 油基钻屑的危害 |
1.1.3 国内外油基钻屑处理技术 |
1.1.4 油基钻屑残渣的化学成分 |
1.1.5 油基钻屑残渣的环境危害 |
1.2 油基钻屑残渣的综合利用现状 |
1.2.1 油基钻屑处理后残渣研究的现状 |
1.2.2 存在问题及发展趋势 |
1.3 压裂支撑剂的研究现状 |
1.3.1 压裂支撑剂概述 |
1.3.2 支撑剂国内外研究现状 |
1.4 研究目标、意义、内容与路线 |
1.4.1 研究的目的 |
1.4.2 研究意义 |
1.4.3 研究的主要内容 |
1.4.4 研究路线 |
第2章 油基钻屑残渣性质分析 |
2.1 油基钻屑残渣概述 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 油基钻屑残渣的含水、油、固率的测定 |
2.2.2 油基钻屑残渣化学成分分析 |
2.2.3 矿物组成 |
2.2.4 粒度分析 |
2.2.5 微观结构分析 |
2.2.6 残渣的污染特性分析 |
2.3 小结 |
第3章 油基钻屑残渣制备免烧压裂支撑剂 |
3.1 免烧压裂支撑剂的制备工艺 |
3.1.1 实验原料 |
3.1.2 实验工艺流程 |
3.1.3 实验配方设计 |
3.1.4 实验仪器及设备 |
3.2 支撑剂常规物性评价 |
3.2.1 粒径 |
3.2.2 样品的圆度和球度测试 |
3.2.3 浊度测试 |
3.2.4 密度 |
3.2.5 抗破碎率 |
3.2.6 酸溶解度 |
3.2.7 样品的导流能力测试 |
3.2.8 扫描电镜分析 |
3.2.9 样品环保测试 |
3.3 小结 |
第4章 免烧压裂支撑剂制备的机理 |
4.1 免烧压裂支撑剂的制备基础 |
4.1.1 原料基础分析 |
4.1.2 原料成分比例对支撑剂的影响 |
4.2 支撑剂的造粒机理 |
4.2.1 原料的基本特性 |
4.2.2 水分在造球过程中的作用 |
4.2.3 成球机工艺参数的影响 |
4.2.4 造粒操作的影响 |
4.3 强度产生机理分析 |
4.3.1 机械力作用 |
4.3.2 水化作用 |
4.3.3 颗粒的团粒化作用 |
4.3.4 各相间的界面反应 |
4.4 小结 |
第5章 免烧压裂支撑剂制备工艺的经济性分析 |
5.1 制备工艺可行性分析 |
5.2 经济效益分析 |
5.2.1 免烧压裂支撑剂的工艺成本 |
5.2.2 免烧压裂支撑剂的产品效益 |
5.3 工程应用存在的问题及解决思路 |
第6章 结论及建议 |
6.1 结论 |
6.2 建议 |
参考文献 |
致谢 |
四、水泥用铝矾土的化学矿物特征(论文参考文献)
- [1]基于多种固废协同处置技术的高贝利特硫铝酸盐水泥制备与应用基础研究[D]. 苏敦磊. 青岛理工大学, 2021
- [2]硫硅酸钙-硫铝酸钙水泥的性能研究[D]. 王培芳. 扬州大学, 2021
- [3]用废建筑陶瓷制备免烧成耐高温材料及其性能研究[D]. 史腾腾. 中国地质大学(北京), 2021
- [4]中高活性重构钢渣微粉的制备及其发泡改性研究[D]. 向瑞衡. 桂林理工大学, 2021(01)
- [5]高铁低钙硅酸盐海工水泥的制备及抗蚀性研究[D]. 张忠飞. 桂林理工大学, 2021(01)
- [6]铝矾土熟料耐磨性及其沥青混合料抗滑性能研究[D]. 吴喜荣. 长安大学, 2021(02)
- [7]用废电瓷制备免烧成耐高温材料及其性能研究[D]. 吕振飞. 中国地质大学(北京), 2020(08)
- [8]膨润土基水泥浆液改性试验研究[D]. 韩涛. 中国地质大学(北京), 2020(10)
- [9]固废基硫铝酸盐-磷酸钾镁复合胶凝材料的制备及应用试验研究[D]. 任常在. 山东大学, 2019
- [10]油基钻屑残渣制备免烧压裂支撑剂的研究[D]. 孙建辉. 中国石油大学(北京), 2019(02)