1、本論文在四川省科技廳應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目：利用粉煤灰生產(chǎn)地聚水泥的研究(批準(zhǔn)號(hào)：051061)的經(jīng)費(fèi)資助下完成的。 針對(duì)硅酸鹽水泥生產(chǎn)過程能耗大、污染嚴(yán)重、資源沒有充分利用以及我國(guó)每年排放的粉煤灰量大(達(dá)到2億t以上，其累計(jì)堆放量約為40億t，占地4～5萬公頃)，粉煤灰年利用率不高，沒有充分發(fā)掘粉煤灰這一寶貴的硅鋁資源價(jià)值的問題而開展的。本文利用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，以粉煤灰為主要原料(摻量超過目前水平)，在不摻水泥或水泥熟料及不使用高

2、嶺土的情況下，研究了粉煤灰的種類，堿激發(fā)劑種類，粉煤灰細(xì)度和養(yǎng)護(hù)制度以及各因素之間的交互作用等因素對(duì)制備地聚水泥的影響。研究結(jié)果表明： (1)以粉煤灰為主要原料，通過活化改性處理在復(fù)合堿激發(fā)劑的作用下，采用常溫養(yǎng)護(hù)、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)以及蒸汽養(yǎng)護(hù)等養(yǎng)護(hù)制度，采用現(xiàn)行水泥工業(yè)簡(jiǎn)單、適用的工藝制備了強(qiáng)度指標(biāo)高于32.5R硅酸鹽水泥，并具有一定耐久性能的粉煤灰地聚合水泥材料。 (2)正交實(shí)驗(yàn)表明，體系中鈣的含量，對(duì)粉煤灰地聚合水泥材料的

3、強(qiáng)度影響較大，一定程度上增加CaO的含量有利于強(qiáng)度的提高。摻25％Ca0的正交最優(yōu)配方強(qiáng)度高于摻20％CaO的正交最優(yōu)配方。前者40×40×160mm膠砂試塊在90℃蒸汽養(yǎng)護(hù)條件下28d抗壓強(qiáng)度幾乎為后者的2倍；在常溫養(yǎng)護(hù)條件下，二者差距不大。其混凝土強(qiáng)度性能結(jié)論相同。 (3)對(duì)于蒸汽養(yǎng)護(hù)制度，并不是養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長(zhǎng)對(duì)粉煤灰地聚合水泥材料的強(qiáng)度增長(zhǎng)越有利。制備粉煤灰地聚合水泥的最優(yōu)配方為：粉煤灰采用江油干排灰，石灰摻量為20％，細(xì)度

4、為800Kg/m<'2>，可以通過球型磨和振動(dòng)磨粉磨混合，也可以采用粉磨后磨外人工混合，建議采用振動(dòng)磨粉磨混合；采用NaOH與水玻璃復(fù)合的堿性激發(fā)劑進(jìn)行活性激發(fā)，復(fù)合激發(fā)劑模數(shù)為0.8；養(yǎng)護(hù)制度為60℃蒸氣養(yǎng)護(hù)時(shí)間為24h，90℃蒸氣養(yǎng)護(hù)時(shí)間為12h。 (4)利用XRD、SEM、IR等對(duì)粉煤灰地聚合水泥材料進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)的分析。表明制備的粉煤灰地聚合水泥材料為Si-O-Al網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。粉煤灰反應(yīng)不完全，保留了部分原有的石英晶體。另

5、外，在水化過程生成了部分Ca(OH)<,2>和CaCO<,3>晶體。 (5)在正交實(shí)驗(yàn)最優(yōu)配方的基礎(chǔ)上，研究了其它礦物摻和料(含鈣工業(yè)廢渣1<'＃>和2<'＃>，簡(jiǎn)標(biāo)IW1<'＃>和IW2<'＃>)代替石灰后的配合料制備粉煤灰地聚合水泥材料的可行性。發(fā)現(xiàn)，在90℃蒸汽養(yǎng)護(hù)條件下，IW1<'＃>摻量為5％和10％的40×40×160mm膠砂試塊，7d抗壓強(qiáng)度分別為54.SMPa、62.5MPa；28d抗壓強(qiáng)度分別為123.9MPa

6、和107.1MPa；常溫養(yǎng)護(hù)下，IW1<'＃>摻量5％時(shí)28d抗壓強(qiáng)度為40.7MPa，均高于32.5R硅酸鹽水泥。而IW2<'*>10％、15％和20％的40×40×160mm膠砂試塊，90℃蒸汽養(yǎng)護(hù)條件下7d抗壓強(qiáng)度分別為68.1MPa、69.2MPa和43.1MPa；28d抗壓強(qiáng)度分別為100MPa、132.9MPa和75MPa，摻量為5％的各齡期強(qiáng)度也均高于32.5R硅酸鹽水泥。常溫養(yǎng)護(hù)條件下，IW2<'＃>摻量為15％時(shí)的配合

7、比40×40×160mm膠砂試塊，各齡期強(qiáng)度均高于32.5R硅酸鹽水泥，28d抗折、抗壓強(qiáng)度分別為8.8MPa和40.1MPa。 (6)國(guó)家現(xiàn)行粉煤灰活性表征的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于生產(chǎn)地聚合水泥材料的粉煤灰不具有普適性。本項(xiàng)目的初步研究發(fā)現(xiàn)，用于制備粉煤灰地聚合水泥材料的粉煤灰活性的評(píng)價(jià)可以用以下指標(biāo)來衡量：粉煤灰化學(xué)成分中CaO含量高、Si/Al比值越接近1、碳含量越低以及粉煤灰的比表面積越大(或粉煤灰顆粒的中位粒徑越小)，其活性越高，