文档介绍：碱性激发剂对钛石膏力学性能影响的研究
分别选用生石灰和水泥作为碱性激发剂,对钛石膏的力学性能进行改善。实验结果表明,两者的掺入都会使钛石膏的各项力学性能有一定程度的提高。掺加水泥对钛石膏强度的提高效果,优于掺加生石灰的效果。水泥的掺量控制在5%为好,生石灰的掺量控制在3%为好。初步分析了碱性激发剂的作用机理。
钛石膏是用硫酸法生产钛白粉时,加入石灰(或电石渣)以中和大量酸性废水时产生的以二水石膏为主要成分的废渣[1]。每生产1t钛白粉就产生浓度10%的酸性废水100~200t。全国每年约产生钛石膏16~24万t。钛石膏几乎没有得到利用,需要大量的土地用以堆放,既浪费大量的土地,又污染环境[2]。钛石膏经过雨水的冲刷和浸泡,可溶性有害物质溶于水中,经水在环境中的流动和循环,会严重污染地表水以及地下水;另一方面,钛石膏堆积经日晒、风吹后会以粉末状飘散于大气中以及沉降到可能接触到的外物表面,既污染环境又威胁健康。
由于钛石膏的杂质多、品味低,目前国内外对其研究还处在探索阶段。研究主要集中在钛石膏作水泥缓凝剂、土壤改良剂,以及复合胶凝材料[3]等3个方面。本研究利用相应的工艺对钛石膏进行处理,并采用掺加碱性激发剂的方法对钛石膏进行化学改性,从而改善钛石膏的各项力学性能。
钛石膏取自郑州某化工厂,钛白粉生产中产生的废渣。含水率为40%~50%。主要成分为CaSO4•2H2O。
碱性激发剂 1)硅酸盐水泥。取自新汶矿业集团特种水泥厂生产的普通硅酸盐水泥熟料;2)生石灰。取自郑州某石灰厂生产的生石灰,主要成分是氧化钙,含钙量87%。
原料预处理实验前,应对钛石膏原料依次进行烘干、破碎、粉磨、煅烧、陈化等预处理。本实验将钛石膏原料置于干燥箱内30℃恒温干燥至恒重,利用圆盘粉磨机对钛石膏进行粉磨,%,再将钛石膏在180℃下煅烧3h,然后将钛石膏在室温条件下陈化
9d待用。
制样与测试预处理后的钛石膏加水搅拌,在尺寸为160mm×40mm×40mm的模具中制成条形空白试样。在预处理后的钛石膏中,分别掺加质量分数为1%、2%、3%、4%、5%的生石灰,加水搅拌制成试样。在预处理后的钛石膏中,分别掺加质量分数为1%、2%、3%、4%、5%的水泥,加水搅拌制成试样。以上各试样经养护、脱模后,依次进行抗折强度测定实验和抗压强度测定实验。
在不掺加任何外加剂的情况下,制作钛石膏试样(空白试样)。测定空白试样的2h抗折、抗压强度和绝干抗折、抗压强度等力学性能,见表3。
生石灰和水泥都对石膏的活性具有一定的激发作用。本实验在钛石膏中分别掺入以上两种激发剂,对钛石膏的各项力学性能均有不同程度的改善。掺加生石灰或水泥都会使钛石膏的各项力学性能有一定程度的提高。两种激发剂对强度的影响效果水泥较好,生石灰次之。生石灰的掺量达到3%以后,再增加掺量,钛石膏强度的提高趋势减缓;生石灰的掺量达到
6%以后,钛石膏强度不再提高。随水泥掺量的增加,钛石膏的强度一直呈升高趋势,在水泥掺量