硅灰石性能測試及增強(qiáng)機(jī)理探討
2023-11-07
本文采用湖北大冶小箕鋪的硅灰石作為試驗(yàn)樣品。經(jīng)X射線衍射測定與三斜硅灰石ASTM卡片標(biāo)準(zhǔn)粉晶對比，其主要數(shù)據(jù)都相吻合。由于大冶產(chǎn)的硅灰石纖維狀晶體發(fā)育十分良好，粉晶也為二向分布、致使某些晶面出現(xiàn)幾率大，而某些晶面出現(xiàn)幾率小，故某些晶面衍射數(shù)據(jù)缺失，某些個(gè)別晶面衍射強(qiáng)度與標(biāo)樣出現(xiàn)差異。
紅外吸收光譜測試特征與國外標(biāo)準(zhǔn)TC型硅灰石紅外吸收光譜特征相似，由三個(gè)吸收譜帶組成：400～500cm-1范圍內(nèi)的吸收帶是鈣陽離子振動(dòng)的吸收帶，硅氧鏈中的硅氧鏈變形振動(dòng)的吸收帶1550～680cm-1茫圍內(nèi)的吸收帶是硅灰石主要特征吸收帶三個(gè)中等強(qiáng)度吸收帶表明了硅氧鏈的重復(fù)周期為三，硅灰石紅外光譜的另一特征吸收帶是900～1080cm-1。表明Si-o-Si與O-Si-O兩個(gè)伸縮振動(dòng)吸收帶。
x射線衍射分析與紅外光譜分析證實(shí)：
大冶硅灰石屬三斜鏈狀結(jié)構(gòu)TC型硅灰石。
硅灰石微觀晶體結(jié)構(gòu)在宏觀上表現(xiàn)為礦物結(jié)晶習(xí)性為一向延長的纖維狀構(gòu)造。自然產(chǎn)出的硅灰石多為放射狀、纖維狀，羽毛狀或由細(xì)小纖維狀集合而成塊狀。當(dāng)它破碎到了3μ或8μ時(shí)，在掃描電子顯微鏡下觀察，仍為纖維狀晶體。
良好的加工工藝將保持較好的長徑比，一般為7：1 --5：l。我國自然產(chǎn)出的硅灰石纖維長徑比能達(dá)到20：1 --30：1。這種纖維狀晶體特征使其對水泥砂漿起到特殊的機(jī)械增強(qiáng)效果。在水泥砂漿中形成不連續(xù)網(wǎng)格狀骨架起到加筋作用。纖維狀晶體在水泥膠砂試件受外力作用時(shí)，它有防止微細(xì)裂紋發(fā)展和阻裂作用，顯示了其機(jī)械增強(qiáng)作用。
硅灰石泥砂漿提高機(jī)械強(qiáng)度的另一重要因素是取決于硅灰石與水泥水化產(chǎn)物界面的結(jié)合程度。根據(jù)水泥水化溶解沉淀理論：水泥粒子表面形成水化離子并向溶液中擴(kuò)散，當(dāng)溶液達(dá)弼飽和時(shí)，離子聚集形成硅酸鈣水化肢體晶胚。這時(shí)，硅灰石纖維就成為凝膠的附著物，在硅灰石表面就萌生了晶芽，并逐漸成長為晶體。使硅灰石與水泥水化固結(jié)物形成了緊密的結(jié)晶連生體，界面結(jié)合十分堅(jiān)固，致使硅灰石在水泥砂漿中有較好的增強(qiáng)作用。
硅灰石增強(qiáng)水泥沙漿在農(nóng)村能源沼氣池建設(shè)中的應(yīng)用
我國農(nóng)村沼氣池建池材料以往多用普通混凝土，氣密性差I(lǐng)近年發(fā)展的紅泥塑料易老化，易蟲蛀鼠咬，新型建筑材料G RC，不僅材料難得，而且價(jià)格昂貴。針對以上問題，我們研制出以普通硅酸鹽水泥，礦渣硅酸鹽水泥為基材，與資源豐富、價(jià)廉的天然優(yōu)質(zhì)纖維狀硅灰石制成水泥砂漿，再經(jīng)聚合物膠乳水泥復(fù)合氣密層處理，形成致密、堅(jiān)實(shí)、氣密性好的、新型建池材料。硅灰石制成水泥砂漿，再經(jīng)聚合膠乳復(fù)合密層處理，形成致密、堅(jiān)實(shí)、氣密性好的新型建池材料。
不同硅灰石摻入量、不同粒度、不同比表面、不同長徑比對不同品種、不同標(biāo)號(hào)的水泥砂漿的增強(qiáng)作用不盡相同，配方需經(jīng)過實(shí)驗(yàn)研究優(yōu)化確定。現(xiàn)將影響水泥膠砂強(qiáng)度的主要因素闡述如下：
1.硅灰石摻入對水泥膠砂強(qiáng)度的影響。用普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥做膠凝材料，摻入細(xì)集料石英砂，用同一粒級纖維狀硅灰石做增強(qiáng)材料?？刂仆瑯铀冶?，嚴(yán)格按水泥軟練標(biāo)準(zhǔn)(G B -177-77)，制樣測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明；同一粒級，不同摻入量對水泥膠砂的增強(qiáng)作用不相同。當(dāng)硅灰石選取摻入量時(shí)，比標(biāo)準(zhǔn)水泥膠砂抗折強(qiáng)度提高20%，抗壓強(qiáng)度提高33%綜合技術(shù)與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，在沼氣池建筑中，本研究選取適中的摻入量使抗折強(qiáng)度提高18%，抗壓強(qiáng)度提高25%。
2．不同粒度的硅灰石對水泥膠砂強(qiáng)度的影響。在選取硅灰石摻入量范圍內(nèi)，變換不同粒度，仍按水泥軟練國標(biāo)(G B177-77)制樣測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：硅灰石不同粒度與增強(qiáng)效果不成線性關(guān)系。不同粒度的增強(qiáng)效果取決于各粒級中硅灰石礦物纖維的長徑比。就大冶硅灰石加工工藝流程所得硅灰有粉測定1 20目--200目粒度增強(qiáng)效果較好。徑顯微鏡下實(shí)測統(tǒng)計(jì)60～85%顆粒長徑比為5：1-15：1。而顆粒太大的硅灰石呈短粗柱狀沒有解體，長徑比小，抗折強(qiáng)度效果不佳。當(dāng)加工方法不正確，把硅灰石纖維狀晶體破壞，長徑比很小，增強(qiáng)效果也不佳。取特殊的磨礦工藝，盡量減少纖維長度損失，使硅灰石磨得很細(xì)，增加比表面積，保持纖維狀晶體較大的長徑比，增強(qiáng)效果。
結(jié) 語
根據(jù)實(shí)驗(yàn)室研究成果，綜合技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效果，選取了配方，配制了硅灰石增強(qiáng)水泥砂漿建成橢球型薄殼沼氣池體，并經(jīng)聚合物膠乳水泥復(fù)合材料氣密層處理。在湖北省黃陂縣實(shí)驗(yàn)基地建造了十口對比沼氣池。經(jīng)鑒定，新材料沼氣池省工省科，施工簡便，氣密性好，產(chǎn)氣率提高30%，且價(jià)格低廉，比6 m 3橢球形混凝土沼氣池節(jié)省25元／個(gè)，降低成本18%。
上一頁：
下一頁：
2023
/
11-07
所屬分類：
行業(yè)資訊
相關(guān)資訊—
2023-08-19
2023-08-19