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本论文针对当前白水泥生产能耗高,污染较大的问题,采用资源丰富的高岭土、石灰和石膏为基础原料,研制出能够符合白水泥国家标准的无熟料和少熟料白水泥,为开发绿色节能环保型白水泥探索新的道路。
本文对高岭土的煅烧活性作了研究,以偏高岭土、石灰和石膏三组分的无熟料水泥和以白水泥熟料、偏高岭土、石灰和石膏四组分为基础的少熟料白水泥的配比进行了研究,对偏高岭土的增白处理也作了研究。结果表明,以偏高岭土、石灰和石膏三组分的无熟料水泥,其优化配比为MK:L:G:5:3:2,28d抗压强度可以达到32.6MPa,但由于早期强度低,不能达到32.5白水泥标准。以白水泥熟料、偏高岭土、石灰和石膏四组分为基础的少熟料白水泥,优化配方为熟料20%,其它三组分80%,MK:L:G=14:3:3。可以达到国家标准32.5白水泥的要求。当加入硅酸钠和碳酸钠作为少熟料白水泥的早强剂,可以有效激发白水泥的早期强度,并促进后期强度持续发展。硅酸钠的早期增强效果优于碳酸钠,硅酸钠和碳酸钠的掺量为2%时,少熟料白水泥的强度可以达到国家标准42.5白水泥要求。煅烧温度为750℃,采用振动磨粉磨,还原煅烧法和氯化煅烧法是提高偏高岭土白度的有效方法,活性碳和液体煤油分别可以使偏高岭土白度达到85.5%和88.8%。NH<,4>Cl与NaOH、活性炭三组分共同使用时,产品白度可以高于90%。经过煅烧增白处理后的高岭土与石膏、石灰进行不同配比的混合,白度在84%~90%之间,达到了白水泥国家标准中的一级白度。
本文对无熟料和少熟料水泥的水化机理和不同养护方式下的强度增长规律作了研究。研究表明无熟料水泥水化与普通硅酸盐水泥熟料水化机理不同。第一阶段为石灰、石膏的水化,第二阶段为偏高岭土中的火山灰活性物质Al<,2>O<,3>和SiO<,2>与石灰、石膏水化产物的水化反应。最终的水化产物为水化硅酸钙、钙矾石等。而少熟料水泥的水化兼有硅酸盐水泥和无熟料水泥的特点。少熟料水泥和无熟料白水泥的原料组成和配比不同,导致水化历程不同,从而导致耐水性和强度发展规律不同,适宜的养护制度不同。
无熟料白水泥在湿气养护下比标准养护时的强度增长快,且无表面网状裂纹。采用干燥养护1d,湿气养护至7d,然后标准养护至28d的养护制度,试件可以达到很好的强度增长效果,获得较高的强度。而少熟料白水泥适合在标准养护条件下养护。