煅燒炭質(zhì)頁巖作活性摻合材的研究.pdf

1、炭質(zhì)頁巖是含有大量分散的炭化有機質(zhì)的頁巖,是粘土巖的一種,與煤層共生,成分比較復雜,在我國西部地區(qū)廣泛分布。炭質(zhì)頁巖一直未得到有效的資源化利用,廢棄的炭質(zhì)頁巖不僅占用大量土地還易造成環(huán)境污染。本文針對炭質(zhì)頁巖為粘土類礦物以及燒粘土具有活性的特性,提出了將炭質(zhì)頁巖進行煅燒,并將其用于活性摻合材的研究思路。
　　本研究采用X射線衍射分析(XRD)、X射線熒光光譜分析(XRF)、熱重-差熱(TG-DTA)等微觀測試技術(shù),結(jié)合高溫電爐煅燒

2、分析研究炭質(zhì)頁巖的高溫分解過程以及活性產(chǎn)生區(qū)域,確定炭質(zhì)頁巖的最佳煅燒制度。研究不同煅燒制度下的煅燒炭質(zhì)頁巖用作活性摻合材,對水泥凈漿和砂漿性能的影響。同時,將電解錳渣與炭質(zhì)頁巖混合后煅燒,利用電解錳渣中的硫酸鹽激發(fā)煅燒炭質(zhì)頁巖的活性,以及在石灰石存在的條件下,對能否生成類硫鋁酸鹽水泥性質(zhì)的膠凝材料做了研究。研究結(jié)果表明:炭質(zhì)頁巖中的主要礦物為石英、伊利石、綠泥石、鈣長石等,主要化學成分為SiO2和Al2O3等;炭質(zhì)頁巖經(jīng)煅燒脫水分解溫

3、度為400~800℃,綠泥石在600℃基本上已經(jīng)完全分解,伊利石的分解溫度較寬,一直到900℃還有少量存在,綠泥石和伊利石分解之后沒有新的衍射峰出現(xiàn),說明綠泥石和伊利石轉(zhuǎn)變成了無定形的SiO2和Al2O3,這就是炭質(zhì)頁巖經(jīng)煅燒之后具有活性的原因。炭質(zhì)頁巖的最佳煅燒制度,是以10℃/min升溫速度、在800℃煅燒、保溫0.5小時具有較高的活性,活性指數(shù)可達到84％,滿足國家標準對活性摻合材火山灰活性的要求;煅燒溫度過高或過低對活性發(fā)展都不

4、利,保溫時間越長活性越低。煅燒炭質(zhì)頁巖作為水泥混合材時,煅燒炭質(zhì)頁巖的摻入對水泥的凝結(jié)時間影響較大,具有很好的緩凝作用,摻量越大,緩凝效果越明顯;在煅燒炭質(zhì)頁巖摻量為10％~40％時,效果最好的是10％,隨著摻量的增加,水泥強度降低;綜合炭質(zhì)頁巖資源化利用最大化以及其對水泥性能的影響,以摻量為30％最佳,28d強度可達到51.83Mpa,是一種很好的混合材。煅燒炭質(zhì)頁巖作為活性摻合料時,摻入量為0~30％時,砂漿工作性能良好,水養(yǎng)比標養(yǎng)

5、對火山灰活性發(fā)展有利;在不同摻量煅燒炭質(zhì)頁巖對砂漿性能的研究中,以摻量為30％最佳。利用電解錳渣對炭質(zhì)頁巖進行改性的研究結(jié)果表明,不同配比的改性炭質(zhì)頁巖的活性不同。相同煅燒溫度下,G1的改性效果較好,改性炭質(zhì)頁巖的活性隨著配比中炭質(zhì)頁巖的含量減小而降低,說明改性炭質(zhì)頁巖的活性主要由煅燒炭質(zhì)頁巖提供;而相同的配比下,800℃煅燒的效果最好。800℃煅燒配比為G1的改性效果最佳,活性指數(shù)能達到87％,滿足國家標準對活性摻合材火山灰活性的要求