掺加高铝煤矸石混合材水泥的抗酸腐蚀性研究_图文

1、应用研究掺加高铝煤矸石混合材水泥的抗酸腐蚀性研究李晓，王丽华（沈阳建筑大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳）近年来，因酸腐蚀造成水泥腐蚀问题日趋严重。一些国家对现有水泥制品的维修费用已超过对新建制品的投资。我国的许多城市也正面临或即将面临此类问题。煤矸石是夹在煤层中的岩石，是采煤和洗煤过程中排出的废弃物，是我国排放量最大的工业废渣之一，。高铝煤矸石是煤矸石家族中特殊的一员，其含有大量的高岭土组分和其它活性物质，在水泥中掺加高铝煤矸石有助于其抗侵蚀性的提高。关于煤矸石作为水泥混合材，国内外早有研究，；但对于高铝煤矸石对水泥抗酸类综合影响的论文还很少。鉴于此，本文采用优化设计的方法对掺加高铝煅烧煤矸石

2、混合材水泥的抗多种酸腐蚀性进行了研究。图煅烧高铝煤矸石射线衍射图，水中养护的标准养护方法，养护龄期，测试强度，再取出部分试件分别放入的盐酸、的硫酸、的草酸、的醋酸中浸泡至龄期，测试其强度。试验中，浸泡于的硫酸中的所有试件在不到的时间里全部软化，形成面团状物质，甚至粉末化，毫无强度可言。这是因为硫酸不同于普通酸，其具有极强的氧化能力，并且可以与水泥石中的某些成分发生反应生成非凝胶性物质或易溶于水的物质，使水泥石产生由外及内的逐层破坏。另外硫酸还可以促使水化硅酸钙和水化铝酸钙的水解，从而破坏了孔隙结构的胶凝体，对水泥石腐蚀作用剧烈而迅速，使水泥石严重劣化，反应式如下：试验原料试验采用水泥熟料为辽宁

3、省建筑材料研究所提供的级硅酸盐水泥熟料。采用辽宁省北票煤矿高铝煤矸石作为活性混合材。表是对该高铝煤矸石的成分分析。表成分含量（）高铝煤矸石的化学成分烧失量其他其经锻烧后，射线衍射图见图。试验用锻烧高铝煤矸石的矿物主要成分为：偏高岭石、石英、尖晶石等。掺煅烧高铝煤矸石水泥的抗酸腐蚀未掺煅烧高铝煤矸石的水泥抗酸腐蚀性试验采用纯水泥熟料，掺加的石膏，以、（）（）其它试验结果见表。由试验结果可以看出，未掺锻烧高铝煤矸石水泥在凝结硬化后，其受酸的腐蚀情况严重。和标准养护、三种水灰比，分别制作试块。参照国家标准抗硫酸盐侵蚀试验方法，采用中国水泥表强度水灰比（）未掺煅烧高铝煤矸石水泥试验水中强度（）一，它能

4、和酸类物质反应，如和盐酸反应生成，醋酸中强度（）盐酸中强度（）草酸中强度（）造成水泥石质量和强度损失，导致破坏。水泥石随水灰比的增加，受酸蚀的严重程度逐渐增加（醋酸试验水灰比得到的结果偏低可能是试验存在较大误差的缘故）。这是因为随着水灰比的增加，水泥石的致密程度逐渐降低，孔隙率增大，酸性介质更容易侵入水泥石内部，和水泥水化生成的（）发生反应，破坏其硬化体结构。表掺煅烧高铝煤矸石水泥酸腐蚀后强度损失百分率盐酸中强度损失（）草酸中强度损失（）醋酸中强度损失（）水灰比掺煅烧高铝煤矸石的水泥抗酸腐蚀性由于煅烧高铝煤矸石具有了火山灰性，可以作为一种活性混合材掺入硅酸盐水泥中，其理论上讲可改善硅酸盐水泥抗

5、腐蚀性。为了研究煅烧高铝煤矸石对硅酸盐水泥抗酸腐蚀性的影响，试验采用优化设计的煅烧高铝煤矸石掺量、水灰比为原理，选择酸的种类、因素进行正交试验。在试验中，发现掺加煅烧高铝煤矸石的水泥在硬化后受硫酸的腐蚀依然严重。一个星期内，不论煅烧高铝煤矸石掺量如何，试件纷纷软化，浸泡的液体变混浊，虽未发生粉末化，但也是基本无强度可言。可见，硫酸由于其氧化能力较强，其不但和水泥熟料水化产物（）发生反应，生成，直接在水泥石孔隙中结晶膨胀，并且还和铝酸三钙的水化产物水化铝酸钙反应，生成高硫型水化硫铝酸钙，体积膨胀，对水泥石的腐蚀尤为严重，掺加煅烧高铝煤矸石对水泥的抗硫酸侵蚀能力无实质上提高。鉴于此，本试验中，选择

6、试验因素水平见表。 龄期试件强度相比，其抗压强度损失见表。各试验强度变化曲线，见图。各酸蚀试验后强度损失百分率曲线见图。由上两图可以看出，在不掺高铝煤矸石的水泥试验中，水泥硬化后受盐酸腐蚀最为严重，其龄期强度损失百分率随水灰比的增加而增加，其中水灰比为水平表因素酸种类盐酸草酸醋酸因素及其水平选择表因素混合材掺量（）因素水灰比采用表中列出的煅烧高铝煤矸石掺量，分别以时，强度损失百分率高达；水泥硬化后抗草酸的腐蚀比盐酸好一些，其龄期强度损失百分率也随水灰比的增加而增加，其中水灰比为时，强度损失百分率达到。水泥硬化后抗醋酸的腐蚀最好，各水灰比下，强度损失较小，但也达左右。总的来说，水泥硬化后受各类酸

7、侵蚀严重，由于水泥熟料中主要矿物硅酸三钙和硅酸二钙水化反应生成大量的（），其总量占水化产物的左右，而（）是水泥石受侵蚀的主要内部因素之、三种水灰比，制作试块。试验过程同。由于试验包含个因素，所以选择正交表设计试验，测各龄期抗压强度见表。以上述试验酸中强度为考核指标进行直观分析如表所示。对表进行方差运算，得到方差分析表。由方差分析可知，混合材掺量对试验结果的影响是显著的。由直观分析可以看出，掺加锻烧高铝煤矸石的水中国水泥 泥石的抗腐蚀能力，并且提高后期强度。因此，高铝煤矸石在一定掺量范围内，后一种作用占优，从而表征为试验中掺量为时，酸蚀强度损失率降低；而超过一定掺量后，高铝煤矸石的第一种作用在水

8、泥水化早期作用越来越明显，对早期耐酸蚀的负面影响占优，从而导致试验中掺量为时，酸蚀强度损失率反而提高。但是，试验只是在水泥水化可以设想如果龄期内，水泥的标准养护只有。使掺加高铝煤矸石的水泥水化到较好程度后，其对水泥耐酸蚀能力的提高将远远超过本试验的效果。从图中可以看出，随着水灰比增加，强度损失率逐渐降低。但和强度方差分析相比，水灰比对强度损失率的影响已低于高铝煤矸石掺量了。这从侧面反映出高铝煤矸石对水泥抗酸腐蚀性提高的巨大贡献。试验分析中，水泥试件浸泡盐酸后，强度损失还是最高，其它酸蚀规律和纯水泥熟料试验类似，酸种类不同，酸蚀作用差异很大。但和不掺高铝煤矸石的水泥试件相比，酸蚀后强度不低于甚至

9、超过纯熟料水泥，酸蚀强度损失率远远低于纯熟料水泥。宋焕斌，张文彬煤矸石的开发利用化工矿物与加工，（）：梁爱琴，丁华等煤矸石的综合利用探索中国资源综合利用，（）：徐彬，张天石，吕淑珍等大掺量煤矸石水泥混凝土耐久性研究混凝土与水泥制品，（）：，（）： $ #$纯正技术缔造成功！经济效益是贸易往来的基础。这也正是哈佛博克为客户之所想的。 由此，公司总部设在德国，并以为结论（）掺加煅烧高铝煤矸石的水泥抗酸腐蚀能力优客户提供优良的品质和一流的服务作为企业经营理念。旗下的分公司也都继承这一传统，哈佛伊堡工业（深圳）有限公司为中国的客户提供高品质的服务。哈佛博克在技术上的优越性是广被同行业竞争者所公认，正因此他们试图去模仿哈佛的产品并以低价销售。但他们的成功都是短暂的，然而致使真正原装正品的优点被埋没。再者，原装正品的成功之处就是他们是由我们行业内最资深及优秀的的工程师们研发及再优化出来的。于掺加未煅烧高铝煤矸石的水泥，优于纯水泥熟料硅酸盐水泥。掺加煅烧高铝煤矸石的水泥不抗硫酸腐蚀，抗盐酸腐蚀能力较低，抗草酸腐蚀能力优于盐酸，抗醋酸腐蚀能力最好。（）煅烧高铝煤矸石掺量对水泥抗酸蚀性影响显著。随煅烧高铝煤矸石掺量的增加，标准养护后酸蚀的强度损失率先降低后增加，且随