煅烧高岭土尾矿作水泥混合材的应用研究开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

辅助胶凝材料已经成为生产和制造水泥和高强度混凝土所不可缺少的组分材料之一。硅灰是目前应用效果最好的辅助胶凝材料,但是,由于硅灰是冶金工业收集下来的一种工业副产物,其产量和质量都不太稳定,目前产量又很少,市场供应根本不能满足日益增长的高标准工程建设的需要,因而人们采用偏高岭土来替代硅灰。偏高岭土是新一代的辅助胶凝材料,若将之用于混凝土的制备,则可显著提高混凝土的物理力学性能及耐久性能,其改善效果可与硅灰相当(在某些方面甚至超越于它)。

高岭土尾矿是高岭土矿经矿选后产生的固体废弃物,其主要成分为sio2和al2o3,此外还有一定量的k2o、mgo、fe2o3及tio2等物质,是一种重要的非金属矿,广泛用于陶瓷、造纸、耐火材料、石油化工、农业和国防等领域。由于高岭土尾矿品位较低,采选技术、设备落后及加工技术落后等原因,在开采高岭土时会产生大量的高岭土尾矿。而大量的高岭土尾矿不仅占用大量土地,污染水土,造成资源浪费,且还会引起泥石流等自然灾害,造成了环境问题和安全隐患,因此研究高岭土尾矿的资源化利用对高岭土矿业的可持续发展具有重要的意义。如果能将高岭土尾矿应用于水泥混凝土中,不仅可以减少水泥用量,降低工程造价,而且还可以减少环境污染、降低环境治理费用,可产生明显的经济及社会效益。前期研究表明,高岭土尾矿经过700~800度煅烧后,具有较高的火山灰活性,可作为水泥混合材用于水泥生产。

中国是世界上主要的高岭土生产国, 高岭土产量占世界总产量的78%。虽然我国是世界上最早发现并在工业中利用高岭土的国家之一,但是对偏高岭土这种人工火山灰烧结黏土材料的研究,我国起步却很晚。国外对于偏高岭土的研究从20世纪80年代起开始增多,90年代中后期研究力度不断加大,主要集中于将其作为矿物掺合料对水泥及混凝土性能的影响上,也有将其制成胶凝材料制品的研究。而国内有关偏高岭土的研究起步很晚,近十几年才陆续有一些偏高岭土作为矿物掺合料研究的报道。目前,高岭土在有些国家已广泛应用于建筑材料的生产和建筑工程中,为国民经济的建设和可持续发展起着重要的作用。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

材料制备:参照gbt17671一1999水泥胶砂强度检验方法标准将偏高岭土按照0、30%、40%、50%的比例掺入水泥粉中,与标准砂混合,水灰比为0.50,胶砂比为1:3,加水后制成40 mm×40 mm×160 mm的水泥砂浆试件。偏高领土尾矿掺合料用95%尾矿和5%石膏的比例配制,lc2用31.7%石灰石 63.3%尾矿 5%石膏的比例配制。同时配制掺量30%粉煤灰的水泥、50%矿粉的水泥、15%煤灰 30%矿粉的水泥。

材料表征: 采用xrd、sem.、热重分析来确定水化产物,进行激光粒度分析,利用比表面积测试仪测定水泥和偏高岭土的比表面积。采用tye-300d型水泥胶砂抗折抗压试验机测定水泥砂浆试件强度。利用维卡仪测定水泥标准稠度与凝结时间。参照gbt8077-2012混凝土外加剂匀质性试验方法进行水泥净浆流动度试验。

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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,了解研究所需要原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-6周:烧高岭土尾矿的基本物理和化学性质。

第7-12周:烧高岭土尾矿对水泥强度、需水量、外加剂适应性的影响。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 孔贇,田焜,王月兰,陶瑞鹏,向亚玲.改性高岭土尾矿复合水晶废渣在水泥基材料中的应用研究[j].混凝土与水泥制品,2018(10):103-106.

[2] 丁铸,李宗津,吴科如.含偏高岭土水泥与高效减水剂相容性研究[j].建筑材料学报,2001(02):105-109.

[3] 曾俊杰. 偏高岭土改性高强混凝土的制备与性能[d].武汉理工大学,2010.

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