【正文】
2H2O Ca (OH)2 system [J].Cement andConcrete Research, 1985, 15(2): 357 366.[22] S Li,D ,A determination of pozolanasin hydrated systems of cement or Ca (OH)2 with fly ash or silica fume[J].[23] K Luke and F P dissolution of hydrated blast furnace slag and concrete ,17:273282[24] 張云升,孫偉,鄭克仁, 粉煤灰漿體的水化反應(yīng)進(jìn)程[J].東南大學(xué)學(xué)報( 自然科學(xué)版) , 2006, 36( 1) : 118 123.[25] 朱蓓蓉,楊全兵, 級粉煤灰火山灰反應(yīng)性研究[J].混凝土與水泥制品, 2002,( 1) : 3 6.[26] 胡曙光,何永佳,王曉,[J].武漢科技學(xué)院學(xué)報, 2005, 18(12): 33 36.[27] 陳益民,張洪滔,[J].水利學(xué)報, 2002,( 8) : 7 11.[28] R Kondo and S of 5th international symposium on the chemistry of cement,Tokya,1968, Association of Japan,Tkoya,1969:p255262[29] of the 12thgeneral Association of Japan,Tokyo,1958:p12[30] forstandar determination of ENV (1982)。師恩永遠(yuǎn)難忘!在此,學(xué)生再次向?qū)煴硎咀钫嬲\的敬意和感謝!李老師您身體不好,希望你多休息,祝您健康永駐,桃李滿天下! 本論文是在李燕老師的悉心指導(dǎo)下完成的,謹(jǐn)以此文衷心感謝我的畢業(yè)論文指導(dǎo)老師李燕教授。不知今生會怎樣,只求活出真的自我,不論怎樣的人生也要燦爛一回。有空的時候靜下心來好好審視自己,回頭看看自己走過的路,為自己的人生做好一個規(guī)劃,把自己的理想銘刻在心中,做一個甘于寂寞,敢于創(chuàng)新、干勁十足的年青人。 畢業(yè)論文完成,也預(yù)示著我的大學(xué)也將走到終點,說再見總是有些不舍,但我知道人生之路剛剛啟程,我不會辜負(fù)無機(jī)非金屬專業(yè)老師們的殷切期望,我會沿著自己認(rèn)準(zhǔn)的道路,不斷努力、前進(jìn)。我的父母含辛茹苦把我養(yǎng)大,送我上學(xué),直到今天我即將本科畢業(yè),一切都有父母在背后的支持和關(guān)注。 同時感謝幫助我完成實驗的陳靜等同學(xué),在我的實驗過程中給了我很大的幫助,在我看來更多的是精神上的勉勵與鼓舞;感謝我的一些好朋友,在資料收集、論文整理編輯的過程中給予我的指導(dǎo)和幫助,不勝感激! 另外,感謝圖書館、期刊室的老師們的熱心幫助,在此一并致謝! 幫助和支持我的老師、同學(xué)和朋友很多,原諒我未在此一一提及,向他們致以衷心的感謝。正是李老師的無私幫助與一如既往的鼓勵,我的畢業(yè)論文才能夠得以順利完成,謝謝李老師。在閑聊中她總是能像知心朋友一樣鼓勵我,有時候細(xì)想一下實驗固然很枯燥,但還是豐富了我的大學(xué)生活! 李老師她為人隨和熱情,治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心。每當(dāng)看到筆記,就仿佛看見李老師站在講臺上,探索著永無止境的科學(xué)奧秘……在我寫論文期間,李老師在資料來源、排版、構(gòu)思等整個寫作過程中給了我悉心的指導(dǎo)和孜孜不倦的幫助。李老師之前就曾帶過我的專業(yè)課,也就是從那時開始,她的人格風(fēng)范、學(xué)術(shù)思想、治學(xué)方法就影響著我。我希望此篇論文的完成給我的大學(xué)生活做一個完美的注腳,留下我大學(xué)期間最美好的回憶。 現(xiàn)在實驗雖然結(jié)束了,但是自己通過實驗得到的經(jīng)驗會受益終生,而且現(xiàn)在回想起當(dāng)時真的很難忘。最重要的是,在此期間學(xué)到了很多的方法,而這是日后最實用的??磩e人的論文時也學(xué)了不少東西,對論文編輯中的細(xì)節(jié)的追求,這也讓我很開心。 在自己寫論文的過程中,發(fā)現(xiàn)了不少的問題,但主要還是經(jīng)驗不足,所以有的實驗紀(jì)錄不完整,幸虧對此還有些印象,才將論文完成。后來我們進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)還是由于抽濾時間很長,造成溫度降低,使得部分不溶物析出才導(dǎo)致上述情況的發(fā)生,系統(tǒng)誤差所致。 實驗設(shè)計時,我的構(gòu)想是分別測出各個配比在不同齡期的不溶物的含量,結(jié)合另外一個同學(xué)測量的非蒸發(fā)水含量,測的結(jié)果應(yīng)該很明確,有規(guī)律性。但是這里非常感謝李老師讓我們自己設(shè)計實驗,放手做,只是對我們加以指導(dǎo),但在相對獨立完成實驗中碰到了很多問題。在實驗過程中我們學(xué)會了很多有用的專業(yè)知識,如第一次接觸了選擇性溶解法研究水泥復(fù)合漿體中硅灰的反應(yīng)程度,使我們水泥的水化機(jī)理有了更深刻的認(rèn)識,而且在測定燒結(jié)不溶物中三氧化二鋁含量的數(shù)據(jù)后,參考文獻(xiàn)得出了自己的結(jié)論,更重要的是我們積累了寶貴的經(jīng)驗,就我本人來說收獲頗豐。 對復(fù)摻水泥組分活化后進(jìn)行測定三氧化二鋁含量,可以得到結(jié)論如下:由于水化程度的不斷進(jìn)行,不溶物中三氧化二鋁含量變大。故從硅灰和粉煤灰差異入手,主要從其組成成分上入手,通過兩者中三氧化二鋁差別,從而查閱相關(guān)文獻(xiàn),對粉煤灰鹽酸不溶物、水泥鹽酸不溶物和各個齡期復(fù)摻不溶物中三氧化二鋁進(jìn)行活化,采用EDTA絡(luò)合滴定法測定其含量,進(jìn)而求出反應(yīng)進(jìn)程。原因分析可能是由于在實驗過程中抽濾時間過長溫度降低進(jìn)而造成許多溶解物析出,使得實驗數(shù)據(jù)與真實數(shù)據(jù)有出入。 通過上面的不溶物含量總結(jié)的表格中可以清楚看出水泥凈漿和復(fù)摻水泥選擇性溶解后的不溶物含量數(shù)據(jù)很有規(guī)律,較之單摻硅灰好多了,這是由于在抽濾的過程中改進(jìn)了方法,實驗條件接近相同,減小了系統(tǒng)誤差對其的影響。無論是單摻還是復(fù)摻水泥漿體選擇性溶解后,不溶物的含量都在持續(xù)下降。首先對所使用原材料硅灰、粉煤灰和水泥經(jīng)過溶解測出每一種原料的鹽酸可溶性,通過試驗得到:此次選擇性溶解法有個最大的亮點,就是用Na2CO3溶液再次溶解,可以溶解其中的凝膠,減小系統(tǒng)誤差,提高實驗的精度。結(jié)論:復(fù)摻水泥漿體中硅灰的反應(yīng)進(jìn)程應(yīng)用上述公式根本無法計算得出,通過上面的總結(jié)的表格可以看出水泥凈漿和復(fù)摻水泥選擇性溶解后的不溶物含量數(shù)據(jù)很有規(guī)律,較之單摻硅灰好多了,不溶物含量一直在降低,這是由于水化反應(yīng)在進(jìn)行,水化產(chǎn)物越來越多。W1= (1wn)(1αF)fF RF,HCl W2 + (1wn) fpRP,HCl/(1Wp,n)] W3W1─選擇性溶解法復(fù)合水泥漿體中三氧化二鋁的含量; αF─粉煤灰的反應(yīng)程度; fF─粉煤灰的摻量; W2─粉煤灰鹽酸不溶物中三氧化二鋁的含量; fP─水泥的摻量; W3─水泥鹽酸不溶物中三氧化二鋁的含量。則1單位質(zhì)量粉煤灰水泥漿體中,水泥不溶物的質(zhì)量為: (1wn) fpRP,HCl/(1Wp,n)RHCl=(1wn)[(1αF)fF RF,HCl+(1αs) fsRs,HCl+fpRP,HCl/(1Wp,n)] 式中,RHCl─復(fù)合漿體的鹽酸溶解殘余的質(zhì)量分?jǐn)?shù);RF,HCl─原料粉煤灰的鹽酸溶解殘余的質(zhì)量分?jǐn)?shù);RP,HCl─水泥凈漿平形試樣的鹽酸溶解殘余的質(zhì)量分?jǐn)?shù);Rs,HCl─原料硅灰的鹽酸溶解殘余的質(zhì)量分?jǐn)?shù);wn─復(fù)合漿體的非蒸發(fā)水含量;wP,n─水泥凈漿平行試樣的非蒸發(fā)水含量;fF─粉煤灰的摻量;fP─水泥的摻量;fs─硅灰的摻量;αF─粉煤灰的反應(yīng)程度;αs─硅灰的反應(yīng)程度; 為了求得αF和αs,只有一個方程,由于復(fù)合水泥漿體鹽酸不溶物中有水泥不溶物、未反應(yīng)的硅灰不溶物和未反應(yīng)粉煤灰不溶物,而硅灰不溶物中三氧化二鋁含量很少,可以認(rèn)為漿體不溶物中三氧化二鋁來自水泥不溶物和未反應(yīng)的粉煤灰不溶物。 硅灰粉煤灰水泥三元體系水泥漿體在鹽酸溶液中的溶解殘余物主要是(1)未反應(yīng)的粉煤灰,(2)水泥殘渣,(3)未反應(yīng)的硅灰。結(jié)論:通過上面的單摻硅灰的不溶物含量的實驗數(shù)據(jù)可以求得3d、7d這兩個齡期的硅灰的反應(yīng)進(jìn)程,%、%,而14d、28d不可用。1單位質(zhì)量硅灰水泥漿體試樣的鹽酸不溶物的質(zhì)量為(1)、(2)之和,即由于RHCl是可測量的,上式中僅有αs一個未知量。 (2) 假設(shè)在加水拌和前和水化過程中,水泥的不溶部分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)始終不變,則可以利用水泥凈漿的不溶比例來修正復(fù)合漿體中水泥的不溶物的量。(1) 假設(shè)在加水拌和前和水化過程中,未反應(yīng)硅灰的不溶部分比例始終不變,即不溶物的比例不受水化程度的影響,則可以利用原材料硅灰的不溶比例來修正復(fù)合漿體中未反應(yīng)硅灰的不溶物的量。從而得到不溶物中粉煤灰不溶物含量,進(jìn)入得到不同配比不同齡期復(fù)合水泥漿體中粉煤灰和硅灰反應(yīng)程度。這樣我們可以將它與復(fù)合水泥漿體水化產(chǎn)物鹽酸不溶物中各個組分中的三氧化二鋁的含量聯(lián)系起來研究,以此可以算出硅灰、粉煤灰的反應(yīng)程度。 燒結(jié)物PC三氧化二鋁滴定數(shù)據(jù)次數(shù)加入EDTA體積(mL)滴定時消耗硫酸銅的體積(mL)三氧化二鋁百分含量(%)百分含量平均值(%)123 (3) 復(fù)摻水泥不溶物滴定,燒結(jié)物磨細(xì),、0021克,做溶出實驗取實驗液配制滴定。(1)粉煤灰不溶物滴定,燒結(jié)物磨細(xì),做溶出實驗,取實驗液配制滴定。重復(fù)試驗3次,求平均值。(銅鹽返滴定法)向滴定完鐵的溶液中加入EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液之過量10到15毫升,用水稀釋至150到200mL。保留次溶液供測定三氧化二鋁用,重復(fù)試驗3次求平均值。(EDTA直接滴定法)在制備好的250mL試樣溶劑中吸取25mL放入500mL的錐形瓶中,加水稀釋至約100mL,用氨水(1份濃氨水和1份去離子水)和鹽酸(1份濃鹽酸和1份去離子水)(用精密pH試紙檢驗)。PAN指示劑(2g/L):。(2)EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液與硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)溶液體積比的標(biāo)定:,加水稀釋至150mL,加15mL的緩沖溶液(PH=)中,加熱至沸騰,取下稍冷,加入5滴PAN指示劑溶液,用硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至亮紫色, 重復(fù)試驗3次; EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液與硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積比次數(shù)EDTA溶液的體積(mL)消耗的硫酸銅的體積(mL)體積比平均體積比123 :,加入40mL冰乙酸,加水稀釋至500mL。 (2)以碳酸鈣為基準(zhǔn)物標(biāo)定EDTA溶液 ,置碳酸鈣基準(zhǔn)物于稱量瓶中,在110 ℃干燥2h,冷卻后,蓋以表面皿,加水潤濕,再從杯嘴邊逐漸加入1:1鹽酸至完全溶解,用水把可能濺到表面皿上的溶液淋洗進(jìn)燒杯中,加熱至沸騰冷卻后移進(jìn)250毫升容量瓶中,稀釋至刻度,搖勻。許伐辰巴赫提出如下的結(jié)構(gòu): 向含有鐵離子和鋁離子的溶液中,加入EDTA與Fe3+絡(luò)合,防止Fe3+在中和沉淀過程中析出,從而達(dá)到鐵、鋁分離的目的。在常用的絡(luò)合劑中,乙二胺四乙酸(EDTA)結(jié)構(gòu)中既具有氨型氮也有羧基的氧作為配位原子,綜合了氮和氧的絡(luò)合能力,則其絡(luò)合能力很大。當(dāng)兩種離子發(fā)生沉淀的pH相差較大時,通過調(diào)整溶液的pH可以將二者分別從而達(dá)到將二者分離的目的。根據(jù)質(zhì)量平衡原則方程式為:C(Fe)=C(Fe3+)+C(Fe(OH)2+)+C(Fe(OH)2+)+C(Fe(OH)3)+C(Fe(OH)4) 式()在給定pH的條件下,按式(1)把每個絡(luò)合物的濃度都求出來,然后求出鐵的總濃度C(Fe)。應(yīng)考慮絡(luò)合物的形成對鐵濃度的影響。由于要滴定氧化鋁,本實驗采用EDTA絡(luò)合滴定法。所以考慮到溶出率、反應(yīng)速率及副反應(yīng)對溶出過程的影響,確定溶出溫度為80℃,溶出時間為2h。(4) 溶出溫度和時間對溶出過程的影響由化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)原理可知,提高反應(yīng)溫度有益于加快反應(yīng)速度,但溶出溫度又不能過高,溶出時間也不能過長。溶出液體積增加,實際是增加了與活化料中鋁酸鹽反應(yīng)的H2SO4量,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)平衡原理可知,增加反應(yīng)物量有利于反應(yīng)的進(jìn)行,因此,隨溶出液體積增加,氧化鋁的提取率增加,但如果溶出液體積過大,過多的硫酸會與不溶物中的二氧化硅等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),生成物之間的反應(yīng)還會導(dǎo)致鋁的溶出率降低,這會造成更多雜質(zhì)的引入和硫酸的浪費。(3) 液—固比對氧化鋁溶出率的影響溶出液的量若不足使不溶物中的活性鋁鹽不能充分反應(yīng),將降低最終鋁的溶出率。但如果酸的濃度過高,不僅會造成酸的浪費,并且濃酸腐蝕性增強(qiáng)對設(shè)備的要求提高,還容易對環(huán)境產(chǎn)生二次污染??紤]各種因素,實驗選擇硫酸作為溶出劑。因此,鹽酸不符合實驗的要求。常用的試劑中,由于鹽酸在較高濃度和溫度下極易揮發(fā),會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染,并且增加生產(chǎn)成本。: 水泥不溶物的燒結(jié)試驗樣品號粉煤灰/碳酸鈉(m/m)溫度(℃)時間(min)P13:2900120P25:2900120 溶出過程是煅燒—瀝濾法提取氧化鋁的主要環(huán)節(jié),溶出過程的主要目的是將煅燒料中活性的氧化鋁以鋁鹽的形式分離出來。當(dāng)燒結(jié)反應(yīng)溫度高于碳酸鈉的熔點(851℃)時,碳酸鈉粉末加入到高鋁粉煤灰中燒結(jié)形成液相,屬于液相強(qiáng)化燒結(jié),可增加了燒結(jié)體系原子(或空位)的擴(kuò)散性,同時降低了燒結(jié)溫度。實驗選用Na2CO3作為活化劑,在煅燒活化過程中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)如下: 燒結(jié)過程一般可分解為顆粒之間形成接觸、燒結(jié)頸長大、連通孔洞閉合、孔洞圓化、孔洞收縮和致密化、孔洞粗化、晶粒長大7個階段。目前,研究過的助溶劑包括牙膏皮、NH4F和Na2CO3等[38]。 利于打開3Al2O3SiO2鍵,增強(qiáng)鋁的可溶性。為了活化粉煤灰,使其中的惰性氧化鋁轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢匀艹龅幕钚匝趸X。由于保護(hù)層的阻礙作用,使顆粒內(nèi)部所含的可溶性的SiOAl2O3很難溶出,活性難以發(fā)揮。造成粉煤灰活性低的原因主要有以下三個方面:(1)由于粉煤灰是在高溫流態(tài)條件下快速形成,傳質(zhì)傳熱速度極快,