助磨剂对石膏矿渣水泥性能的影响研究开题报告

 2020-02-10 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着我国国民经济的不断发展,对水泥的需求量也越来越大,但水泥工业却是高能耗、高污染产业。每年水泥产业能源消耗总量约占全国能耗总量的5%,其中每生产1t水泥熟料需消耗110kg标准煤,向环境中排放1tco2 、nox 0.15 kg、so 2 0.25 kg。资料显示,水泥工业能源消耗占全球一次能源消费的2%左右,或占全球工业能耗近5%;其co2 排放量占全球co2 排放总量的5%,水泥工业的节能减排显得尤为迫切。此时低碳水泥技术孕育而生,可利用工业废渣取代熟料。据了解,使用低碳水泥技术之后可使p.c32.5等级的水泥熟料掺量从50%降到15%,p.o42.5等级的水泥熟料掺量从75%降至25%,而p.o52.5等级的水泥孰料掺量更是能从90%降至35%。由此可以看出,生产同等级的水泥时,低碳水泥熟料掺量大大减少,减少量达50%以上。因水泥熟料产量和二氧化碳排放量基本为1︰1,这就意味着降低了50%以上的二氧化碳排放量,节能减排效果非常显著。但矿渣的易磨性非常的差,如何粉磨又是一大难题,同时水泥粉磨也是水泥生产中耗电量最大的环节大约占据总能耗的60%-70%。现如今降低水泥粉磨能耗,提高粉磨效率大多采用添加起助磨作用的化学添加剂,也就是助磨剂。助磨剂可以消除水泥颗粒的团聚现象,减少过粉磨现象,增加磨机内物料的流动性加速粉碎和研磨,可降低水泥粉磨电耗5%-10%;同时加入适量的助磨剂还可以起增强作用,进一步激发工业废渣的潜在水硬性,提高混合材掺量,降低水泥熟料用量5%-10%。据统计2014年我国水泥产量为24.76亿吨,应用助磨剂技术节煤90.2万吨标准煤,节电93.3亿度,减排0.82亿吨co2气体、nox 3.2万吨、so 2 1.6万吨,直接节省水泥工业生产成本达33亿人民币。

目前我国水泥助磨剂已大规模使用,并取得良好的收益。但水泥助磨剂由于其助磨、激发、增强功能材料的组合不同,对物料配比、特别是混合材的品种和掺量,具有一定的选择性,如何最有效地发挥助磨剂的助磨增强功效和尽可能地降低助磨剂的带入成本,是水泥生产过程中应当特别注意的问题。katsiot等利用气相色谱质谱(gc/ms)和傅里叶红外技术(rt-ir) 对六种商业助磨剂进行了分析,研究发现三乙醇胺(tea)、和三异丙醇胺(tipa)使用都增大了水泥比表面积和改善了易磨性系数。王英等采用醇类、醇胺类有机物作为助磨剂,研究了各有机物中不同基团对水泥细度的影响。研究表明:单羟基醇有机物助磨效果不明显:多元醇有机物具有较好的助磨效果,并且羟基数目越多助磨效果越好;决定有机物助磨作用的因素是其中含有的官能团类型和数量:醇胺类有机物能显著降低水泥筛余,羟乙基数目的增多将使水泥流动性增强。

本课题主要目的是研究水泥助磨剂对石膏矿渣低碳水泥物理性能及水化的影响。利用这些研究成果可以对以后助磨剂发展过程中遇到的一些问题找到响应的解决途径,亦可在此基础上拓宽水泥助磨剂的应用前景。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

1、查阅文献资料,了解国内外相关研究概况和发展趋势,了解选题与社会、健康、安全、成本以及环境等因素的关系;

2、制定实验方案,采购实验原料、化学试剂,熟悉实验仪器、设备;

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,熟悉实验室仪器及设备,确定技术路线及实验方案,完成开题报告。

第4-6周:按照实验方案,逐步完成原材料的选择、助磨剂对水泥性能影响实验;并完成英文翻译。

第7-10周:采用xrd、sem等测试技术对石膏、矿渣、水泥石的物相、显微结构等性能进行测试。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] deniz v.a study on the specific rate of break age of cement materials in a laboratory ball mill[j].cement and concrete research,2003(33):439-445.

[2] prince w,espagne m,aicin p c. ettringite formation:a crucial step in cement superplasticizer compatibility[j].cement and concrete research,2003,(33):635—641.

[3] erdoged k, tokyay m, tvrker p. comparison of intergrading and separate grinding for the production of natural pozzolan and gbfs incorporated blended cements[j].cement and concrete research, 1999, 29(5):743-746.

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