原创《绿色环保生态水泥的制备与其硬度、抗弯强度》：本论文主要论述了抗弯强度论文范文相关的参考文献,对您的论文写作有参考作用。
摘 要：本文利用垃圾飞灰成分中的CaOAl2O3Fe2O3SiO2混合物体系,制备出环保生态的阿利尼特水泥.研究了MgO与Cl的含量比对水泥硬度以及抗弯强度的影响,结果表明：当两者质量比为1.5：1时,水泥维氏硬度值为52.1,在养护3天以及28天后的抗弯强度值分别达到了32.3以及52.5 MPa.
关键词：飞灰；环保生态；阿利尼特；含量比；强度
中图分类号： TQ172.1 文献标识码： A
1 绪论
大部分的生态水泥都是由生活垃圾以及污泥混合制成,這就使做到原料选取过程相对繁琐,对两种物质进行焚烧,增加了制备难度,也增长了制备周期,导致成本较高、能耗过大.针对焚烧城市废弃垃圾中所含有的CaOAl2O3Fe2O3SiO2混合物体系,可以制备出被称为阿利尼特的生态水泥,它是一种低温烧成水泥,具有特殊的晶体结构,而且固溶能力较强,由于其在低温下就可烧制成功,它的生产过程中所需的能耗要比传统硅酸盐水泥低600 kJ/kg左右,而且焚烧的废弃垃圾中含有少量的MgO和含氯的化合物,对阿利尼特水泥的硬度以及抗弯强度会有较大影响,但是鲜有此方面的研究报道.本文以城市生活废弃垃圾为原料制备了阿利尼特水泥,并且系统研究了MgO和含氯化合物对水泥硬度以及抗弯强度的影响.
2 实验过程
2.1 实验所用原料试剂及设备
实验所用的垃圾焚烧飞灰来自于市内某垃圾焚烧厂,它的主要成分以及含量由XRF测定,具体结果见表1.
表1为城市垃圾焚烧后飞灰物质的XRF测试结果,从结果可以看出,飞灰的主要成分为CaOAl2O3Fe2O3SiO2的混合物体系,是成功制备阿利尼特水泥的前提.由于焚烧后的物质成分较为复杂,本文除了四种主要成分外,只考虑MgO与Cl的含量比对生态水泥力学性能的影响,所以XRF测试只定量分析以上六种物质的含量.
因为飞灰成分中的MgO和Cl的含量一定,为了考查两者含量比对生态水泥力学性能的影响,需要MgO和CaCl2作为补充材料来调整生态水泥中的两者含量,两种药品的纯度均到达AR级别,全部由上海国药集团试剂有限公司来提供.
利用吴江市恒佳节能烘箱厂出品的HJXX806型烘箱烘干泥浆块体；采用北京卓的仪器设备有限公司生产的SX214TP型箱式电阻炉来烧制泥浆块体；使用上海一实仪器设备厂生产的DHT27PSD型恒温恒湿箱陈化水泥块体以备后续测试；采用日本理学公司100E型X射线荧光光谱仪（XRF）分析飞灰的主要成分以及纯度；使用上海伦捷机电仪表有限公司的HVS10型数显维氏硬度计来测量阿利尼特水泥的维氏硬度；使用济南耐而试验机有限公司的WAWD型万能实验机来测定阿利尼特水泥的抗弯强度
2.2 实验方法
准确称取垃圾焚烧后的飞灰,根据实验需求加入MgO和CaCl2作为校正补充材料,将它们均匀混合后放入去离子水,搅拌成泥浆状态,利用模具将泥浆成型为10 mm×10 mm×10 mm的泥浆块,放入干燥箱中60oC下烘干12 h.将干燥后的泥浆块脱模取出放入箱式电阻炉中煅烧,煅烧过程分为三个步骤,首先炉温从室温升到600oC,保温20 min,之后将温度升高的900oC,保温15 min,最后将炉温升高至1100oC,保温 1 h后立即将其取出,在室温下让其自然冷却,最后对烧制成型的样品进行磨抛处理,以备后面测试所用.
3 实验结果与分析
MgO含量的变化对阿利尼特水泥维氏硬度的影响图
首先考查MgO与Cl的质量比对阿利尼特水泥维氏硬度的影响,为在固定的Cl含量下,我们改变MgO的含量.从图中结果可以看出,随着MgO含量的增加,样品的维氏硬度呈现出上升趋势,当MgO与Cl的质量比为1.5：1时维氏硬度值达到最大,虽然当两者质量比达到2：1时样品的维氏硬度值稍有上升,但是考虑到生产成本,以及过多的MgO会有少量固溶进SiO2以及CaO的晶格内,很可能影响阿利尼特水泥的固有属性,所以将两者的质量比定位1.5：1.此外,Cl对硅酸盐类物质的烧结性能有很大影响,本文焚烧的垃圾飞灰中Cl含量为3.23（详见表1）,处于较低水平,故不对飞灰做任何后续处理.
表2表示了MgO与Cl的含量比对放置不同时间的水泥块体三点抗弯强度的影响.实验中所有烧制成功的水泥块体被放置在恒温恒湿箱中,温度为20oC,湿度为60%,放置时间分别为3天和28天.从表中结果可以看出,当两者质量比为15：1时,养护3天的水体块体强度已经达到了32.3 MPa,28天后强度增加到52.5 MPa,其值已经略高于普通的硅酸盐水泥,但是当进一步增加氧化镁的含量,当两者质量比达到2∶1时,养护3天和28天的样品强度略有下降,很可能是由于过多的MgO已经固溶进SiO2以及CaO的晶格内,形成了少量的固溶体,从而导致水泥块体抗弯强度下降,故进一步证明了在本实验中,MgO与Cl的最优质量比为1.5∶1.
4 结论
本文以焚烧后的垃圾飞灰为原料,制备出环保生态水泥,在最优MgO与Cl的质量比1.5∶1的条件下,水泥样品的维氏硬度与抗弯强度最高.
抗弯强度论文参考资料：
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