工业固废地质聚合物材料增强及性能优化研究

发布时间：2020-05-28 01:38

【摘要】：地质聚合物作为一种具有三维网状结构的硅铝酸盐胶凝材料,被视为实现工业固体废弃物有效的回收利用并且高附加值转化的未来之星,是当前材料领域最炙手可热的热点课题之一。本文在前人对于碱激发粉煤灰制备地质聚合物的研究基础之上,针对其抗折强度较低,韧性差的特点,采用钾水玻璃代替传统的钠水玻璃作为激发剂,探究四种不同的水溶性有机物改性粉煤灰制备地质聚合物,开展挤出成型方式的尝试;结合宏观力学强度以及微观结构及其他现代检测手段来表征碱激发粉煤灰制备地质聚合物,并且分析这些增韧增强方式在碱激发粉煤灰制备地质聚合物形成中的作用机理;成功制备了钾水玻璃激发粉煤灰制备地质聚合物,水溶性有机物改性地质聚合物,利用挤出成型工艺手段制备地质聚合物,主要研究内容以及取得的成果如下:(1)探究钾水玻璃作为激发剂时地质聚合物的物料配比、养护方式,并且对比钠水玻璃作为激发剂时地质聚合物宏观力学性能以及微观测试,发现钾水玻璃激发粉煤灰制备地质聚合物凝结时间远远小于钠水玻璃激发粉煤灰制备地质聚合物,而且当采用钾水玻璃作为激发剂时地质聚合物的宏观力学强度表现更加优异,但是扫描电镜下观察采用钠水玻璃作为激发剂时地质聚合物机体中微裂纹要更少,微观结构更加密实。(2)考察聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺(阳离子)和聚丙烯酰胺(阴离子)四种水溶性有机粉对粉煤灰制备地质聚合物的改性效果。结合宏观力学强度以及微观测试手段,对四种水溶性有机物的增韧效果及原理进行研究。通过研究发现聚丙烯酰胺(阳离子)增韧效果最佳,抗折抗压强度有明显提升,而且压折比降低,增韧效果较明显。(3)采用挤出成型的手段挤出碱激发粉煤灰制备地质聚合物,调整适应于真空挤出机挤出的原料组成,从宏观力学强度同浇筑工艺相比有明显的增强的,而且微观形貌看出结构明显更加密实,微裂纹明显改善,增韧效果明显,并且为实现连续性工业化生产提供了可能。
【图文】：

图１－２地质聚合物结构示意图逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｔｈｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒ逡逑１５

图１－３地质聚合物反应过程图逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒ邋Ｒｅａｃｔｉｏｎ邋Ｐｒｏｃｅｓｓ邋Ｄｉａｇｒａｍ逡逑目前的研究普遍认为在第一阶段，碱性激发剂的ＰＨ值对于反应物中硅氧健逡逑
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ177;X705

【参考文献】

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本文编号：2684491