CFB脱硫渣-硅锰渣制备地聚物及其力学性能研究
发布时间：2022-12-06 03:27
地聚物是由硅氧四面体和铝氧四面体连接组成的三维网状结构,是一种新型环保的无机胶凝材料。它的原材料非常丰富,凡是富含硅、铝质的固体粉末,均可制备地聚物,且制备工艺过程简单。CFB脱硫渣和硅锰渣作为工业废渣排放,不仅占用土地,而且会引起环境污染,但它们含有丰富的SiO2和Al2O3,具备制备地聚物的条件。本文利用CFB脱硫渣和硅锰渣为主要原料,采用水玻璃和NaOH溶液的混合液作为碱激发剂,制备CFB脱硫渣-硅锰渣地聚物。设置硅锰渣与CFB脱硫渣的比值、脱硫渣粉磨时间、水玻璃与NaOH的比值、NaOH溶液的浓度、养护温度五个可变因素,采用五因素四水平（L16（4~5））的正交实验,通过极差和方差分析地聚物的力学性能得出最佳制备条件和因素影响顺序。同时利用SEM、XRD、FT-IR对CFB脱硫渣-硅锰渣地聚物的微观结构和反应机理进行分析,并解释了地聚物泛霜的原因,为制备地聚物提供了一些新思路。本文具体研究内容和成果如下:（1）通过正交试验,确定了CFB脱硫渣-硅锰渣地聚物的28d抗压强度的最佳配比为:A1B3C3D3E1,即采用...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 CFB脱硫渣的研究现状
1.2.1 CFB脱硫渣基本性质
1.2.2 CFB脱硫渣的应用研究
1.3 硅锰渣的研究现状
1.3.1 硅锰渣的基本性质
1.3.2 硅锰渣的应用研究
1.4 地聚物的研究现状
1.4.1 地聚物的概述
1.4.2 脱硫渣制备地聚物研究现状
1.4.3 地聚物的性能
1.4.4 地聚物的反应机理
1.4.5 目前存在的主要问题
1.5 研究内容和技术路线
1.5.1 研究内容
1.5.2 技术路线
2 CFB脱硫渣-硅锰渣地聚物原材料性质及测试方法
2.1 试验原材料
2.1.1 CFB脱硫渣
2.1.2 硅锰渣
2.1.3 水玻璃
2.1.4 氢氧化钠
2.1.5 硅灰
2.1.6 水
2.2 测试方法
2.2.1 基本材料性质测试
2.2.2 微观性质测试
2.2.3 强度测试
3 CFB脱硫渣-硅锰渣地聚物试验设计与制备
3.1 试验设计
3.1.1 正交试验设计
3.1.2 正交实验安排
3.2 试验操作
3.2.1 制备工艺流程
3.2.2 地聚物的拌制
3.2.3 地聚物试件成型与养护
3.3 试件强度测试
3.3.1 试件龄期
3.3.2 抗折强度测试
3.3.3 抗压强度测试
4 CFB脱硫渣-硅锰渣地聚物正交试验与分析
4.1 试验结果
4.2 抗压抗强度各龄期极差分析
4.2.1 3d抗压抗折强度极差分析
4.2.2 3d抗压抗折强度指标分析
4.2.3 7d抗压抗折强度极差分析
4.2.4 7d抗压抗折强度指标分析
4.2.5 28d抗压抗折强度极差分析
4.2.6 28d抗压抗折强度指标分析
4.3 抗压抗强度各龄期方差分析
4.3.1 3d抗压抗拉强度方差分析
4.3.2 7d抗压抗拉强度方差分析
4.3.3 28d抗压抗拉强度方差分析
5 CFB脱硫渣-硅锰渣地聚物微观结构分析
5.1 微观表征方法
5.1.1 扫描电子显微镜(SEM)表征
5.1.2 X射线衍射(XRD)表征
5.1.3 傅立叶变换红外(FT-IR)光谱仪表征
5.2 微观结构分析
5.2.1 SEM表征
5.2.2 XRD表征
5.2.3 FT-IR表征
5.3 地聚物泛霜机理分析
5.3.1 地聚物泛霜分析
5.3.2 泛霜机理分析
5.3.3 泛霜物质分析
5.3.4 抑制地聚物泛霜措施
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
攻读硕士研究生期间研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]“粉煤灰-偏高岭土”基地聚合物对还原剂S2-解毒Cr的固化[J]. 魏玉锋,王进,王军霞,詹磊,杨超. 中国陶瓷. 2019(05)
[2]硅锰渣在建筑材料领域的应用现状和发展方向[J]. 姬军,刘晓圣,聂京凯,张思奇,王美娜,倪文. 中国冶金. 2018(11)
[3]循环流化床脱硫灰渣性质及应用研究进展[J]. 程志,魏林海,韩涛,靳秀芝,刘兰,谢俞超. 锅炉技术. 2018(05)
[4]矿渣-粉煤灰基地聚合物抗冻性能的研究[J]. 梁广伟,诸华军,严鹏,刘武,杨涛,徐俊,周阳. 非金属矿. 2018(03)
[5]循环流化床粉煤灰基地质聚合物固化Zn2+的研究[J]. 刘泽,张媛,周瑜,王栋民. 硅酸盐通报. 2018(04)
[6]碱激发固硫灰地聚物制备透水砖的工艺研究[J]. 赵耀芳. 商品混凝土. 2017 (09)
[7]浅谈硅锰渣在建筑材料中的利用[J]. 窦林瑞. 中国锰业. 2017(04)
[8]固硫灰复合矿物掺合料在混凝土中的应用研究[J]. 高燕,王岩,吕淑珍. 山西建筑. 2017(16)
[9]地质聚合物的研究进展与应用[J]. 吴小缓,张杨,袁鹏,廖述聪. 硅酸盐通报. 2016(12)
[10]浅谈硅锰渣的综合利用[J]. 王天,张慧书,孙丽娜,焦世杰,田志鸿,尚祖震. 冶金能源. 2016(06)
博士论文
[1]循环流化床煤矸石脱硫渣膨胀特性及应用研究[D]. 程志.中北大学 2018
[2]石煤提钒尾矿地聚物胶凝材料的制备、表征及其性能研究[D]. 焦向科.武汉理工大学 2012
[3]流化床燃煤固硫灰渣中无水石膏作用研究[D]. 郑洪伟.重庆大学 2008
[4]流化床燃煤固硫灰渣水化研究[D]. 宋远明.重庆大学 2007
[5]流化床燃煤固硫渣特性及其建材资源化研究[D]. 王智.重庆大学 2002
硕士论文
[1]CFB脱硫灰渣高性能混凝土性能及应用研究[D]. 裴晓波.中北大学 2019
[2]固体废弃物改性地聚物的路用性能研究[D]. 宋紫阁.武汉工程大学 2018
[3]碱激发矿渣胶凝材料的收缩与泛霜抑制方法及其机理研究[D]. 邓倩倩.西安建筑科技大学 2018
[4]机械活化钒尾渣制备地聚物及机理研究[D]. 魏博.武汉理工大学 2017
[5]地质聚合物材料泛碱的抑制措施研究[D]. 李方淑.济南大学 2015
[6]硅锰矿热炉渣生产矿渣棉的试验和设计[D]. 唐洋洋.西安建筑科技大学 2015
[7]石煤提钒酸浸渣地聚物的制备及其性能研究[D]. 刘祥.武汉理工大学 2015
[8]水泥基饰面砂浆泛碱影响因素和表征方法及抑制措施研究[D]. 赵海鑫.重庆大学 2015
[9]粉煤灰基地聚物的研究及地聚物多孔材料的制备[D]. 高婉琪.天津大学 2014
[10]石煤提钒尾渣地聚物的制备及其机理的研究[D]. 胡芳芳.武汉理工大学 2014
本文编号：3710962
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 CFB脱硫渣的研究现状
1.2.1 CFB脱硫渣基本性质
1.2.2 CFB脱硫渣的应用研究
1.3 硅锰渣的研究现状
1.3.1 硅锰渣的基本性质
1.3.2 硅锰渣的应用研究
1.4 地聚物的研究现状
1.4.1 地聚物的概述
1.4.2 脱硫渣制备地聚物研究现状
1.4.3 地聚物的性能
1.4.4 地聚物的反应机理
1.4.5 目前存在的主要问题
1.5 研究内容和技术路线
1.5.1 研究内容
1.5.2 技术路线
2 CFB脱硫渣-硅锰渣地聚物原材料性质及测试方法
2.1 试验原材料
2.1.1 CFB脱硫渣
2.1.2 硅锰渣
2.1.3 水玻璃
2.1.4 氢氧化钠
2.1.5 硅灰
2.1.6 水
2.2 测试方法
2.2.1 基本材料性质测试
2.2.2 微观性质测试
2.2.3 强度测试
3 CFB脱硫渣-硅锰渣地聚物试验设计与制备
3.1 试验设计
3.1.1 正交试验设计
3.1.2 正交实验安排
3.2 试验操作
3.2.1 制备工艺流程
3.2.2 地聚物的拌制
3.2.3 地聚物试件成型与养护
3.3 试件强度测试
3.3.1 试件龄期
3.3.2 抗折强度测试
3.3.3 抗压强度测试
4 CFB脱硫渣-硅锰渣地聚物正交试验与分析
4.1 试验结果
4.2 抗压抗强度各龄期极差分析
4.2.1 3d抗压抗折强度极差分析
4.2.2 3d抗压抗折强度指标分析
4.2.3 7d抗压抗折强度极差分析
4.2.4 7d抗压抗折强度指标分析
4.2.5 28d抗压抗折强度极差分析
4.2.6 28d抗压抗折强度指标分析
4.3 抗压抗强度各龄期方差分析
4.3.1 3d抗压抗拉强度方差分析
4.3.2 7d抗压抗拉强度方差分析
4.3.3 28d抗压抗拉强度方差分析
5 CFB脱硫渣-硅锰渣地聚物微观结构分析
5.1 微观表征方法
5.1.1 扫描电子显微镜(SEM)表征
5.1.2 X射线衍射(XRD)表征
5.1.3 傅立叶变换红外(FT-IR)光谱仪表征
5.2 微观结构分析
5.2.1 SEM表征
5.2.2 XRD表征
5.2.3 FT-IR表征
5.3 地聚物泛霜机理分析
5.3.1 地聚物泛霜分析
5.3.2 泛霜机理分析
5.3.3 泛霜物质分析
5.3.4 抑制地聚物泛霜措施
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
攻读硕士研究生期间研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]“粉煤灰-偏高岭土”基地聚合物对还原剂S2-解毒Cr的固化[J]. 魏玉锋,王进,王军霞,詹磊,杨超. 中国陶瓷. 2019(05)
[2]硅锰渣在建筑材料领域的应用现状和发展方向[J]. 姬军,刘晓圣,聂京凯,张思奇,王美娜,倪文. 中国冶金. 2018(11)
[3]循环流化床脱硫灰渣性质及应用研究进展[J]. 程志,魏林海,韩涛,靳秀芝,刘兰,谢俞超. 锅炉技术. 2018(05)
[4]矿渣-粉煤灰基地聚合物抗冻性能的研究[J]. 梁广伟,诸华军,严鹏,刘武,杨涛,徐俊,周阳. 非金属矿. 2018(03)
[5]循环流化床粉煤灰基地质聚合物固化Zn2+的研究[J]. 刘泽,张媛,周瑜,王栋民. 硅酸盐通报. 2018(04)
[6]碱激发固硫灰地聚物制备透水砖的工艺研究[J]. 赵耀芳. 商品混凝土. 2017 (09)
[7]浅谈硅锰渣在建筑材料中的利用[J]. 窦林瑞. 中国锰业. 2017(04)
[8]固硫灰复合矿物掺合料在混凝土中的应用研究[J]. 高燕,王岩,吕淑珍. 山西建筑. 2017(16)
[9]地质聚合物的研究进展与应用[J]. 吴小缓,张杨,袁鹏,廖述聪. 硅酸盐通报. 2016(12)
[10]浅谈硅锰渣的综合利用[J]. 王天,张慧书,孙丽娜,焦世杰,田志鸿,尚祖震. 冶金能源. 2016(06)
博士论文
[1]循环流化床煤矸石脱硫渣膨胀特性及应用研究[D]. 程志.中北大学 2018
[2]石煤提钒尾矿地聚物胶凝材料的制备、表征及其性能研究[D]. 焦向科.武汉理工大学 2012
[3]流化床燃煤固硫灰渣中无水石膏作用研究[D]. 郑洪伟.重庆大学 2008
[4]流化床燃煤固硫灰渣水化研究[D]. 宋远明.重庆大学 2007
[5]流化床燃煤固硫渣特性及其建材资源化研究[D]. 王智.重庆大学 2002
硕士论文
[1]CFB脱硫灰渣高性能混凝土性能及应用研究[D]. 裴晓波.中北大学 2019
[2]固体废弃物改性地聚物的路用性能研究[D]. 宋紫阁.武汉工程大学 2018
[3]碱激发矿渣胶凝材料的收缩与泛霜抑制方法及其机理研究[D]. 邓倩倩.西安建筑科技大学 2018
[4]机械活化钒尾渣制备地聚物及机理研究[D]. 魏博.武汉理工大学 2017
[5]地质聚合物材料泛碱的抑制措施研究[D]. 李方淑.济南大学 2015
[6]硅锰矿热炉渣生产矿渣棉的试验和设计[D]. 唐洋洋.西安建筑科技大学 2015
[7]石煤提钒酸浸渣地聚物的制备及其性能研究[D]. 刘祥.武汉理工大学 2015
[8]水泥基饰面砂浆泛碱影响因素和表征方法及抑制措施研究[D]. 赵海鑫.重庆大学 2015
[9]粉煤灰基地聚物的研究及地聚物多孔材料的制备[D]. 高婉琪.天津大学 2014
[10]石煤提钒尾渣地聚物的制备及其机理的研究[D]. 胡芳芳.武汉理工大学 2014
本文编号：3710962
本文链接：https://www.wllwen.com/jingjilunwen/jianzhujingjilunwen/3710962.html
