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利用硼泥制备磷酸镁水泥

作　者: 袁大伟
导　师: 王立久
学　校: 大连理工大学
专　业: 材料学
关键词: 硼泥磷酸镁水泥水化机理缓凝机理激发
分类号: TQ172.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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引　用: 7次
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内容摘要

硼泥的综合利用的研究工作始于20世纪80年代,前仆后继的众多学者们为硼泥设计了不下几十种的治理方案,但硼泥的污染状况长期以来并没有得到有效的改善,辽宁省内的硼泥堆积量已经超过了1000万吨,而且每年还在迅速地增加。因此,为硼泥找到一条可持续发展之路已成了一个刻不容缓的问题。而磷酸镁水泥做为镁质水泥中的一个重要分支,它不仅具有许多优于钙质水泥的特性,如:高强、早强、高耐火性、生产能耗低等;而且也在很大成度上克服了氯氧镁水泥和硫氧镁水泥等其它镁质水泥的如:耐水性差、体积稳定性差、易吸潮反卤等许多缺陷,有着广阔的应用前景,但磷酸镁水泥的凝结速度极快限制其应用的范围。因此,本文在系统地研究了硼泥自身性能的和借鉴了其它工业废弃物的利用经验的基础上,创新性的提出了利用硼泥制备磷酸镁水泥的理论,并要达到改善磷酸镁水泥的凝结速度极快的目的。作者首先认真地研究了磷酸镁水泥的水化机理和缓凝机理,并在现有磷酸镁水泥水化机理地基础上,深入挖掘了其水化过程,作者认为磷酸镁水泥中的H~+和OH~-的浓度是影响磷酸镁水泥凝结时间和水化热的两个最关键因素,控制任意一个都可以延长其凝结时间。论文中通过试验表明,用磷酸氢二铵代替了磷酸二氢铵制备磷酸镁水泥,凝结时间平均延长了约10min。作者在上面研究的基础上,利用硼泥制各出了磷酸镁水泥,并达到了良好的缓凝效果,凝结时间可达到1h;但硼泥磷酸镁水泥的成型过程较普通水泥更复杂,作者没有找到相似的标准,只能参考现有的硅酸盐水泥标准和磷酸镁水泥的一些相关标准来进行较初步的探讨和试验。论文中给出了一种新的制备、成型步骤,又根据成型过程的各个环节,初步探讨了硼泥磷酸镁水泥的强度和凝结时间的影响因素,如:静置时间、各物质之间的质量比,水固比等。本文还通过X衍射和SEM的观察,进一步验证和探讨了硼泥磷酸镁水泥的水化反应机理和水化产物。本论文在最后一章,根据现有的碱激发碳酸盐理论和酸激发理论,对本文的研究内容总结性的提出了酸碱复合激发碳酸盐的理论,但由于时间的关系只是对理论进行了一些较初步的定性的分析。但作者相信这一理论和相应的利用硼泥制备磷酸镁水泥都应该是一个新的有前景的研究方向。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-11
引言  11-12
1 绪论  12-29
  1.1 硼泥综合利用的现状分析与前景展望  12-20
    1.1.1 硼泥的物性概述  12-13
    1.1.2 硼泥的综合利用  13-16
    1.1.3 硼泥在建筑材料中的应用  16-18
    1.1.4 硼泥资源化的途径探讨  18-19
    1.1.5 结论与展望  19-20
  1.2 镁质水泥的研究现状及存在问题  20-27
    1.2.1 氯氧镁水泥  20-22
    1.2.2 硫氧镁水泥  22
    1.2.3 磷酸镁水泥的研究现状  22-25
    1.2.4 镁质水泥的耐久性  25-27
    1.2.5 结论与展望  27
  1.3 本论文研究的主要内容和意义  27-29
    1.3.1 本论文研究的意义  27-28
    1.3.2 本论文研究的内容  28
    1.3.3 本论文的创新点  28-29
2 硼泥的物性分析与活性激发  29-34
  2.1 硼泥含水率的分析  29
  2.2 硼泥的粉磨性能  29
  2.3 硼泥的化学组成  29-30
  2.4 硼泥的矿物组成  30
  2.5 硼泥中镁元素的矿物形式的含量分析  30-31
  2.6 硼泥的活性激发  31-34
    2.6.1 物理激活  32
    2.6.2 热激活  32-34
3 试验材料方法与研究方案设计  34-38
  3.1 试验材料分析  34-35
    3.1.1 硼泥  34
    3.1.2 磷酸二氢铵  34
    3.1.3 重烧氧化镁  34
    3.1.4 磷酸氢二铵  34-35
    3.1.5 硼砂  35
    3.1.6 水  35
  3.2 试验方法  35-37
    3.2.1 磷酸镁水泥净浆凝结时间的测定方法  35-36
    3.2.2 磷酸镁水泥净浆强度的测定方法  36-37
  3.3 试验仪器  37-38
4 磷酸镁水泥水化机理新探  38-49
  4.1 MPC水化机理的研究现状  38-39
    4.1.1 磷酸镁水泥的制备  38
    4.1.2 现有关于MPC水化机理和水化产物的描述  38-39
  4.2 MPC水化机理新探  39-40
  4.3 试验验证  40-42
    4.3.1 试验分析  40-41
    4.3.2 试验材料与试验方法  41-42
    4.3.4 小节  42
  4.3 MPC缓凝问题的的研究现状  42-44
    4.3.1 使用重烧氧化镁及其活性  42-43
    4.3.2 缓凝剂和缓凝机理的研究现状  43
    4.3.3 其它缓凝的方法及小节  43-44
  4.4 缓凝机理新思路的提出  44
  4.5 MPC缓凝问题的试验验证  44-45
    4.5.1 试验材料  44
    4.5.2 试验方法  44-45
  4.6 试验结果与讨论  45-48
    4.6.1 凝结时间的比较  45-46
    4.6.2 强度的比较  46-47
    4.6.3 水化产物的比较与分析  47-48
  4.7 结论  48-49
5 硼泥制备磷酸镁水泥  49-67
  5.1 试验方法与步骤  49-50
  5.2 制备步骤的机理分析  50-51
  5.3 静置时间的影响分析  51-54
    5.3.1 对凝结时间的影响  52-53
    5.3.2 对强度的影响  53
    5.3.3 小节  53-54
  5.4 加水量的影响分析  54-56
    5.4.1 对凝结时间的影响  54-55
    5.4.2 对强度的影响  55
    5.4.3 小节  55-56
  5.5 硼泥、磷酸二氢铵与重烧MgO质量比的影响分析  56-62
    5.5.1 对凝结时间的影响  56-58
    5.5.2 对强度的影响  58-60
    5.5.3 重烧镁参量对凝结时间和强度的影响分析  60-61
    5.5.4 小节  61-62
  5.6 水化产物与水化机理的分析  62-66
    5.6.1 XRD的分析结果  62-64
    5.6.2 SEM的分析结果  64-66
    5.6.3 小节  66
  5.7 结论  66-67
6 酸碱复合激发碳酸盐理论初探  67-74
  6.1 碳酸盐激发的研究现状分析  67-68
    6.1.1 碳—酸盐反应机理  67-68
  6.2 酸激发理论的现状  68-70
    6.2.1 磷酸粉煤灰水泥的反应机理  68-70
  6.3 酸碱复合激发碳酸盐理论  70-74
    6.3.1 酸与碳酸盐的反应  71-72
    6.3.2 酸碱复合激发碳酸盐理论  72-74
结论  74-75
参考文献  75-80
  参考文献(第1章)  75-77
  参考文献(第2、3章)  77
  参考文献(第4、5章)  77-79
  参考文献(第6章)  79-80
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  80-81
致谢  81-82

利用硼泥制备磷酸镁水泥

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