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70、何为锂渣,可否用作水泥混合材
何为锂渣,可否用作水泥混合材
锂渣来自锂盐生产过程,分酸性渣和碱性渣两种。酸性锂渣是硫酸法生产碳酸锂时产生的废渣,是锂精矿经过1300℃高温焙烧及酸化焙烧、常压水浸、液固分离等工艺后产生,经郭玉华的生产试验证明酸性锂渣是一种含碱量极低的活性混合材料。利用锂渣生产水泥,不但能达到综合利用工业废渣化害为利的目的,而且能增加水泥产量、降低生产成本,改善水泥性能、调节水泥标号、改善水泥安定性。
(1)锂渣的化学成分及物理性能
锂渣的化学成分和性质比较稳定,其化学成分变化范围见表1。
333 ,容重:松散状态下1070kg/m、紧密状态下1300kg/m。新渣含
水约30%,经自然干燥后成细粉状,%以上,外观呈土黄色。将纯锂
2渣用试验小磨粉磨至粉状,%时,。锂
渣吸水性强,不具有潜在水硬性。
(2)锂渣的活性
锂渣中的SiO2绝大多数是以无定形的SiO2的形式存在,能够强烈吸附水泥熟料水化后产生的Ca(OH)2生成以水化硅酸钙为主体的水化产物,使水泥的硬化加速进行,从而使得锂渣具有很好的活性。
按照GB12957—91〈用作水泥混合材料的工业废渣活性试验方法〉对锂渣进行活性检验:
掺加30%锂渣水泥的28天抗压强度?132% 硅酸盐水泥的28天抗压强度
重复进行几次试验,结果证明这个比值完全可达到100%以上。
按照中国建筑材料科学研究院物理室推荐的粉煤灰活性测定方法对锂渣进行试验:
掺加30%锂渣水泥3个月抗压强度?174% 掺加30%磨细石英砂水泥3个月抗压强度
掺加30%锂渣水泥70℃蒸养抗压强度?185% 掺加30%磨细石英砂水泥70℃蒸养抗压强度
试验结果说明以锂渣为混合材水泥的后期强度高,用70℃蒸养条件下的快速方法检验锂渣仍具有较好的活性。
(3)锂渣掺量与水泥强度的关系
据试验,锂渣掺加量与水泥抗压强度的关系,见附图1所示。
图1 锂渣掺量与水泥抗压强度的关系
从图1可明显看出:水泥3d、7d抗压强度随锂渣掺量增加而降低,而28d抗压强度在锂渣掺量为20%时达到最大值。原因是随着锂渣掺加量的提高,水泥中熟料所占百分比减小,早期能快速水化产生强度的熟料矿物相应减少,造成水泥的凝结时间延长,早期强度下降。由于锂渣中的活性SiO2能与熟料矿物水化时释放出的Ca(OH)2反应生成C—S—H凝胶,随着锂渣掺量增加,这种活性SiO2也增多,相应生成的凝胶量多,凝胶体更致密,这种反应一
般发生在水化7d左右,所以28d抗压强度也随锂渣掺量的提高而增加。在20%掺量时28d抗压强度达到顶峰,其后又开始缩小,原因是高掺量的锂渣虽会带入多的活性SiO2,但与之反应的Ca(OH)2却因水化矿物太少而数量减少,以致于水化后期无法生成足够的C—S—H凝胶,造成28d强度下降,说明20%的锂渣掺加量可以使锂渣带入的活性SiO2数量与熟料矿物水化释放出Ca(OH)2的数量达到一种平衡。
(4)提高早期强度
从前面的掺加量试验可知,水泥3d、7d强度随锂渣掺量的增加显著降低,尤其当锂渣量高于20%时,3d、7d强度值更低,如何