發(fā)布時間：2021-03-09 03:38

　　天然水硬性石灰（Natural hydraulic limes,簡稱NHL）同時具有水硬性和氣硬性,其附著力強、透氣性好、自修復能力強、并具有很好的抗凍性和耐堿性等特點,被認為是一種節(jié)能、環(huán)保、綠色和可持續(xù)的無機膠凝材料。目前,國內(nèi)對NHL了解尚不充分,其制備工藝及應用研究也未展開。本論文選取國內(nèi)低品位高硅石灰石尾礦為原料,研究了NHL的制備工藝及性能。此外,為提高NHL的早期力學性能和耐久性,在NHL體系引入了Nano-SiO₂（NS）,研究了NS對NHL水化硬化、膠砂性能及硬化結構的影響。首先,根據(jù)CaO-SiO₂二元相圖,研究了NHL生料的配合比設計,并確定了NHL制備的工藝制度:燒成溫度1200℃,升溫速率10℃/min,保溫時間1 h;消化濕度為70±5%RH,消化時間為8天。上述制備的NHL可分別滿足NHL5、NHL3.5和NHL2標準要求。然后,將本研究所制備NHL與市售產(chǎn)品進行了對比研究,發(fā)現(xiàn)市售NHL2與NHL5的主要礦物相分別為CaCO₃、C₂S、SiO₂、... 

【文章來源】：西南科技大學四川省

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

NHL的生產(chǎn)流程

西南科技大學碩士畢業(yè)論文2圖1-1NHL的生產(chǎn)流程NHL早期強度來源于硅酸鹽的水化，因此原料中SiO2所占的比例決定了最終NHL的水硬性能。研究表明，為保證生產(chǎn)出達標的NHL，用于生產(chǎn)NHL的泥土質(zhì)或者硅質(zhì)石灰石中活性SiO2的含量不能低于4%，如圖1-2所示[16]活性SiO2的含量決定了NHL的強度與等級，其含量越低NHL的凝結時間越長，強度越低。從圖1-2中還可看出NHL與石灰和水泥的性能差別主要取決于活性SiO2的含量。NHL最終硅酸鈣的含量由礦物相SiO2與石灰石分解的CaO的反應程度決定，這主要取決于活性SiO2與CaO的比例及煅燒溫度和時間。在煅燒后，需要用足夠的水將石灰熟化成氫氧化鈣[17]。這一步驟對最終產(chǎn)品的質(zhì)量至關重要，因為游離石灰的含量應盡可能低，同時必須避免水與硅酸鹽和鋁酸鹽的反應，以保持水硬性能。圖1-2可溶硅的比例和相應的水硬性特征關系圖[16]1.2.2應用及研究進展天然水硬性石灰最早出現(xiàn)在18世紀中期，當時航海業(yè)發(fā)達的英國為減少海難事故的發(fā)生，需要用一種具有良好耐水性、耐蝕性及力學性能優(yōu)異的材料來建造燈塔。在經(jīng)過大量試驗研究后，英國工程師J.Smeaton[18]在1756年對“石灰-火山灰-砂”這一體系進行研究時發(fā)現(xiàn)，將含有少量粘土的石灰石進行煅燒粉磨后所得到的粉末制成砂漿，其硬化后的耐水性、耐蝕性超越了當時的羅馬砂漿，其力學性能也達到了要求，

行古文物的修復，21世紀初，美國將NHL石灰?guī)r及大理石質(zhì)的文物修復及保護上[3]。日本從2002年開始引進歐洲的NHL并將其主要應用到民用工程中。在文物建筑保護方面，歐美和澳洲也大量應用NHL。德國石質(zhì)文物研究所IFS從2006年開始采用水硬性石灰注漿加固料以加固文物建筑的石砌體，并研究了不同配比的石灰注漿料的性能。在國內(nèi)從彭反三[23]博士首次詳細地介紹了NHL后，崔源聲[24]等也對NHL進行了系統(tǒng)介紹并對其在文物保護領域的應用前景做了展望。從2006年開始，為找到合適的用于文物修繕、加固的材料我國從德國引入NHL見圖1-3、圖1-4、圖1-5。通過現(xiàn)場試驗發(fā)現(xiàn)，修繕加固材料能夠提供一定的粘結強度，并且使用方便，污染小，可以用于花山巖畫開裂巖體應急保護的加固處理[5,6]。不僅如此，在我國許多的歷史文化悠久的城市中NHL也得到了大量的應用，效果優(yōu)異[25]。圖1-3廣西花山巖畫加固修復采用NHL注射過程近年來，國內(nèi)外對NHL的性能影響因素也一直在研究。不同水硬性成分對其性能有不同的影響，將火山灰、瓷粉、白水泥、磚粉、偏高嶺土、焙燒過的粘土等[26,27]具有水硬性礦物的膠凝材料摻入NHL后發(fā)現(xiàn)在水化過程中的產(chǎn)物與NHL水化并無太大


本文編號：3072180