Na基激发剂对赤泥-煤矸石基胶凝材料的性能影响开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

1.研究背景

我国是铝制造大国，赤泥（rm）是铝土矿浸出氧化铝后产生的大量固体废弃物。按生产工艺不同，赤泥可分为烧结法赤泥、拜耳法赤泥和联合法赤泥^[]。据统计，因铝土矿品位、生产工艺和技术水平等因素影响，每制取1t氧化铝要排放1～1.5t的赤泥，我国每年产生的赤泥约1亿吨^[]。截止2015年，我国产生的赤泥累计堆存量已达到3.5亿吨以上^[]。氧化铝生产产生的赤泥大量排放造成了严重的环境问题。与此同时，中国还有着煤炭的大量生产，然而伴随产生的煤矸石（cg）也是个不容忽略的问题。煤矸石是煤炭开采和洗选过程中产生的大量固体废弃物，占煤炭总量的10%到25%。据统计，自2010年以来，每年用于煤炭开采的煤矸石废物产量约为7.5亿吨，占中国工业固体废物总量的1/4。此外，在1700个垃圾场中总共储存了45吨煤矸石废物，占地15000公顷^[]。不仅导致当地的生态环境问题，也威胁着当地居民的安全。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

一、本课题要研究或解决的问题

1. 探寻赤泥和煤矸石预处理方法，并探索评估赤泥和煤矸石反应活性的合适方法；

2. 找出合适Na基激发剂和标准稠度需水量，激发出活化后赤泥和煤矸石活性，并评估其反应活性；

3. 通过将多重化学试剂和材料组合，试图制备一种激发剂，将活化后的赤泥和煤矸石制备为一种成本低、性能好、耐久性强的固废胶凝材料，使其抗压、抗折等物理性能和和抗硫酸盐侵蚀和体积稳定性等性能良好；

4. 将所制备的固废胶凝材料，与铜尾矿相协同，固化工业尾矿性能良好。

（后面的实验设计请紧扣以上四点研究问题。）

二、本课题拟采用的研究手段

1.热活化

2.复合热活化

将赤泥和煤矸石利用1:9-9：1的比例进行复配，而后根据第一点所得结果选择合适的温度和时间进行复合热活化。

3.复合活化

选取热活化中离子溶出率最高，即活性最好的配比，进行二次研磨，进行机械活化，确定最佳研磨时间。

4.胶凝材料的制备

4.1 激发剂对样品的影响

制备赤泥与煤矸石比例分别为1:9，2:88:2,9:1九种试样。选择合适的硅铝比梯度，和激发剂进行成型。实验釆用正交实验法。正交设计的碱激发剂选用外掺法，以水玻璃模数、水玻璃掺量和水灰比作为实验的3个因素，首先进行3因素3水平实验，根据相关资料明确定各因素的水平，进行尝试性实验。确定各因素水平的范围和间隔，使实验的结果更科学、合理。最后根据实验的分析结果，进行重复实验，以保证本次实验配比具有良好的复演性。

激发剂的选择：选用模数为1.3、1.6、1.9，掺量为5％、10%、15%的水玻璃作为碱激发剂和水灰比分别为0.4、0.5、0.6的试样进行正交力学性能试验，分析水玻璃的模数和掺量赤泥-煤矸石基的影响。

4.2 养护制度对样品的影响

采用10 mm10mm40mm的水泥试件，每种配比成型1组试件，试件成型后放置于200.5℃、RH95%的标准养护条件下养护242 h后脱模，然后将试件放置在常压养护箱中养护。

根据上述最佳配方做实验找出最优养护制度。用最佳配方进行配料，成型24 h后脱模，然后分别进行常温空气养护（20℃）、60℃养护7 d后自然养护至龄期、120℃养护7 d后自然养护至龄期、蒸压养护。从这4种养护制度中找出最佳养护制度。