关键词:
拜耳法赤泥
氯氧镁水泥
硫氧镁水泥
微观机理
泡沫混凝土
摘要:
为实现赤泥资源化利用和发展绿色建筑材料,本课题以拜耳法赤泥为主要填充材料,结合氯氧镁水泥(MOC)体系和硫氧镁水泥(MOS)体系,制备赤泥镁水泥复合材料。研究赤泥对镁水泥性能的影响和镁水泥对赤泥可溶性碱的固结效果,并分析两者相互作用机理。通过实验研究,制备赤泥镁水泥建筑材料。研究得到以下结论:(1)以200天养护龄期为时间尺度,研究赤泥对MOC和MOS性能的影响。结果表明掺入50%的赤泥对MOC强度影响不大,但是显著提高了早期(28天)耐水性;赤泥的掺入明显提高了整个研究期间MOS的抗压强度和耐水性能。这是由于赤泥的掺入对镁水泥的孔隙起到物理填充作用,且两者之间生成一种无定型凝胶,使基体更加致密,增强了镁水泥力学性能和耐水性。同时,镁水泥在赤泥中起着固化可溶性碱的作用,抑制了赤泥的泛霜现象。(2)制备高掺比赤泥氯氧镁水泥建筑材料。添加铬渣为辅助支撑骨料,探究赤泥掺量及Mg O/Mg Cl2摩尔比对试样性能的影响。选取对MOC改善效果好的改性剂并通过单独掺加和正交法复合掺加的方式,得到改性剂使用的最佳配比。在此基础上,添加粉煤灰进一步提升材料性能。同时考虑环境影响和生产成本,确定最佳原料配比为铬渣和赤泥质量比1:1,含镁率20%,Mg O/Mg Cl2摩尔比为5,复配改性剂选用Ⅰ1%、Ⅱ1%、Ⅲ0.5%,粉煤灰掺量20%。制得抗折强度7.37MPa,抗压强度35.7MPa,软化系数0.91的赤泥MOC建筑材料,综合性能良好。(3)制备赤泥硫氧镁水泥泡沫混凝土。测试不同种类发泡剂的发泡性能,结果表明编号为c的发泡剂制得的泡沫稳定性和与浆体相容性最好。含水率、泡沫掺量和含镁率对泡沫混凝土孔隙结构和性能有明显影响。选用铁尾矿作为增强骨料,分析确定最佳原料配比为赤泥与铁尾矿质量比1:1,含镁率为33%,含水率为44%,泡沫体积(L)/干粉质量(kg)为1.67。制备了干密度0.8g/cm3、抗压强度2.4MPa的泡沫混凝土。所生产泡沫混凝土轻质高强,有良好的应用前景。