微波激活锂渣对硫铝酸盐水泥促凝效果的影响

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绿色高性能化是当今水泥基材料的发展方向,而采用向传统水泥中添加掺合料的技术是制备绿色高性能水泥的主要途径之一。近年来,锂渣用于水泥掺合料的研究越来越受到人们的关注;微波作为高效清洁能源用于水泥混凝土的促凝也得到一定的研究。但是,目前这方面的研究、开发工作尚处于起步阶段,缺乏可供工程应用参考的工艺参数和相关依据。基于此,本文针对锂渣和微波对硫铝酸盐水泥(SAC)的促凝效能作进一步研究,以求获取具有参考价值或借鉴意义的实验结果。首先研究了锂渣中锂含量的快速测定方法。通过条件试验和对锂离子线性测定范围的考察,得到了常温下分光光度法测定微量锂的适宜条件,锂离子浓度在0.1~0.5mg/L和0.5~2mg/L的范围内符合朗伯—比尔定律,其吸光系数分别为0.223L/mg·cm和0.031L/mg·cm。其次,探讨了微波激活锂渣的方法和效果。通过测定微波功率、作用时间及pH对所用锂渣锂盐析出量的影响,得到微波激活锂渣的较佳条件为:pH=2,微波功率为50%,水渣质量比为0.4,作用时间为3分钟;在该条件下,每70g锂渣的锂盐最大析出量约为7mg,是未激活锂渣中游离锂盐含量的17倍以上。随后,以原锂渣和微波激活锂渣为掺合料,研究并对比了不同掺合量对SAC浆料凝结强度的影响。结果表明,掺入5%和10%的原锂渣即可使SAC浆料的初凝和终凝时间缩短,5%掺量的1d和7d抗压强度均高于纯SAC试块,但28天抗压强度略低;微波激活锂渣掺入能更大幅度地减少试块的初、终凝时间,并能提高其早期抗压强度。最后,通过比较不同微波功率、作用时间和促凝方案对硫铝酸盐水泥试块抗压强度的影响,研究了微波对SAC浆料的促凝效果,得到在本实验条件下微波促凝的较佳条件是:10%的微波功率作用5min,养护5min,循环作用1h。在该条件下,既可保证试块的完整性,也可使试块的1h抗压强度达到自然固化条件下的3.8倍以上。以上研究结果表明,锂渣经微波激活后活性增强,微波的使用,可进一步缩短SAC浆料的凝结时间并提高其凝结强度,从而可大大提高了生产效率和模具利用率,为水泥制品实际生产提供了指导,因此具有潜在的工业应用价值。
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