论文部分内容阅读
煤矸石（CG）中的煤系高岭岩(CK)，是宝贵天然资源和重要非金属矿产。经煅烧、超细磨制得煤系偏高岭土（MK），能够达到高性能混凝土（HPC）矿用外加剂(MA)等其它领域特殊级别产品的要求。开发后可用广泛于造纸、建材等多个行业，地矿类原料特性决定其用途，在未来工业中是材料领域不可或缺的无机基料。 高岭岩质煤矸石（CG）通过煅烧等方式活化，制得具有超高火山灰活性（PA）的煤系偏高岭土（MK），煤系高岭岩（CK）中高岭土组分(Al2O3?2SiO2?2H2O)（700℃～800℃）煅烧活化，形成非晶质粉末MK(Al2O3?2SiO2—AS2)，火山灰活性（PA）成分决定了其具有优良的高活性反应性能。在偏高岭土（MK）微粉充填作用和加速反应之外，主要是与氢氧化钙（CH）二次水化交联反应。混凝土是复杂多项体系，微观构造影响宏观本质。本文正是采用机械-热力复合活化方式激活CG（属于CK），通过煤系MK不同掺量下混凝土力学实验，研究了CG煅烧MK和不同水胶比混凝土性能随其掺入比例的演变机理；借助扫描电镜、压汞仪等多种现代分析测试手段检测研究了煤系MK和混凝土孔分布等表面形貌和细观结构，利用三维数字图像分形维数理论分析了煤系MK微观活化机理以及 MK不同掺量混凝土水化产物表面分形维数变化规律和强度随其变化关系，同时结合 XRD、SEM等图像处理技术和分形法思维，揭示其内在产物的微观动态和根本规律，从而表征煤系MK及其不同掺比下的混凝土内部构造细微观演化规律，从微观角度解释了其内部结构和宏观性能的本质。 本文利用我国内蒙古石拐矿区 CG（属于 CK）通过磨细和煅烧工艺生产 MK，研究结果表明：CK质CG在600℃或700～900℃分别煅烧6h和2h可形成煤系MK，由吸钙量等实验检测实验所制得的 MK火山灰活性（PA）较高且胶凝活性很好，而且当MK掺量控制在15%其效果最佳，不仅实现了配制C40以下各个标号普通混凝土(NC)以外，而且通过复合及改性研究可制得 C60以上高性能混凝土（HPC）。在已经完成的部分实验室实验基础上，进一步优化实验配方和生产工艺，最终在内蒙古当地高岭土生产厂家进行 MK生产的工业实验（IT），并在此基础上完成 MK产品在混凝土中的应用，为CK质CG的拓宽研究与深度开发奠定基石。