堿激發(fā)高嶺土膠凝材料研究.pdf

1、高嶺土是一種重要的工業(yè)礦物，具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。世界高嶺土資源豐富，分布廣泛。目前世界上已經(jīng)有60多個(gè)國(guó)家和地區(qū)擁有高嶺土資源，中國(guó)是世界上最主要的高嶺土生產(chǎn)國(guó)，其產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的78％。雖然資源廣闊，但是我們對(duì)高嶺土的開(kāi)采加工技術(shù)和能力比較差，我國(guó)還處于初級(jí)階段。因此，高嶺土的有效利用和處置成為可持續(xù)發(fā)展的重要課題。根據(jù)高嶺土成分的不同，可對(duì)其進(jìn)行綜合利用。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外越來(lái)越重視用高嶺土生產(chǎn)建筑材料等等。通過(guò)激發(fā)高嶺土的活性并將其

2、作為水泥混合材使用，將成為處理高嶺土的一種有效途徑。
　　 鑒于高嶺土的組成和結(jié)構(gòu)等特性，本文力圖從高嶺土的活性激發(fā)出發(fā)，對(duì)其進(jìn)行一系列的分析研究。在激發(fā)出高嶺土活性基礎(chǔ)上，制備幾種堿高嶺土膠凝材料。一般來(lái)說(shuō)，微觀結(jié)構(gòu)缺陷多，晶體呈無(wú)定型狀態(tài)的材料，其化學(xué)反應(yīng)活性高。由于本實(shí)驗(yàn)采用的高嶺土結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，活性比較低，本論文首先通過(guò)對(duì)原料進(jìn)行分析，然后有針對(duì)性的對(duì)采取措施對(duì)高嶺土活性進(jìn)行激發(fā)。主要活化方案有二種：一是普通煅燒活化，第

3、二種方案是增鈣煅燒活化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)：普通煅燒活化和增鈣煅燒活化都能活化高嶺土，且不同的煅燒溫度和不同的增鈣煅燒方式對(duì)高嶺土的活化程度不一樣。實(shí)驗(yàn)得知：在活性區(qū)域(600℃-950℃)里所用的福建高嶺土最佳煅燒工藝為：850℃保溫2h。在實(shí)驗(yàn)中所用的幾種增鈣煅燒方式中，以ZG5--高嶺土76％+石灰石20％+石膏3％+螢石1％的增鈣煅燒方式為最佳。
　　 在高嶺土激發(fā)出活性的基礎(chǔ)上，本文研究了堿激發(fā)劑的種類、激發(fā)劑的摻量、激發(fā)劑

4、模數(shù)、以及氧化鈣摻入量對(duì)堿高嶺土膠凝材料的抗壓強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明：液體激發(fā)劑水玻璃激發(fā)要好于其它幾種固體激發(fā)劑，以及固體復(fù)合激發(fā)劑。在實(shí)驗(yàn)中最佳的堿激發(fā)劑的摻量為8％。最佳激發(fā)劑的模數(shù)為1.0。最佳氧化鈣摻入量為15％。在本實(shí)驗(yàn)中，堿高嶺土膠凝材料的抗壓強(qiáng)度隨著水玻璃模數(shù)的減小，強(qiáng)度越高。實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)，暫時(shí)未探討出最優(yōu)值，這個(gè)問(wèn)題有待以后解決。
　　 運(yùn)用XRD(X射線衍射)、SEM(掃描電鏡)、NMR(核磁共振)、DSC(差熱

5、分析)、FT-IR(紅外分析)等現(xiàn)代測(cè)試方法對(duì)各種活化高嶺土的結(jié)構(gòu)特征及堿高嶺土膠凝材料的水化過(guò)程進(jìn)行了分析和研究。研究結(jié)果表明：高嶺土中的高嶺石礦物在煅燒過(guò)程中發(fā)生分解，生成了無(wú)定型的SiO2和Al2O3，是使得高嶺土具有活性的根本原因。經(jīng)過(guò)增鈣煅燒處理后的高嶺土存在硅酸鹽活性礦物，這類礦物對(duì)高嶺土的活性起積極的作用。
　　 針對(duì)文中所采用的活化方法，本實(shí)驗(yàn)采用了壓縮測(cè)強(qiáng)法、以及其它方法對(duì)高嶺土進(jìn)行活化評(píng)價(jià)。研究表明：在石灰吸