赤泥基胶凝材料设计制备及重金属离子固化研究
发布时间：2022-10-08 21:53
赤泥是氧化铝工业排出的工业废弃物,由于其滤液具有高碱性和重金属离子,一直难以被综合利用。随着我国经济不断发展,市场对氧化铝需求量持续增加,赤泥排放量也与日俱增。目前,赤泥主要以露天堆场形式处置,占用大量的土地资源,对周围土壤和地下水系造成污染,破坏生态环境,对居民的健康造成潜在威胁。目前,矿区环境综合治理中,多使用水泥-粉煤灰体系进行充填采空区,但由于粉煤灰活性较低,前期水化较慢,抗压强度较低,以及水泥使用量较大,不具备成本优势。针对赤泥堆存量大,处置困难和矿区综合治理地下采空区的需求,本试验以赤泥和粉煤灰为原料,制备赤泥基胶凝材料,将其应用在充填材料领域。本文从碱激发胶凝材料原理着手,利用赤泥激发粉煤灰的活性,并通过掺入矿粉提高抗水稳定性,通过水化动力学、物相分析、孔结构与孔隙率、微观形貌、孔溶液pH值等进行了系统研究,以及利用有机物鳌合改性层状双氢氧化物（LDHs）,对其固化重金属离子深入分析。论文的主要研究内容如下:（1）提出以赤泥作为碱源,激发粉煤灰的火山灰活性,制备碱激发胶凝材料。研究了赤泥粉煤灰充填材料的工作性能、力学性能和抗水稳定性能,探究了赤泥对粉煤灰激发的水化动力学、...
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 赤泥的处置现状
1.2.2 充填材料研究现状
1.2.3 赤泥制备碱激发胶凝材料现状
1.2.4 工业废弃物重金属离子固化现状
1.3 研究目标与内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
1.3.3 技术路线
第2章 赤泥粉煤灰充填材料设计
2.1 引言
2.2 原材料与配合比设计
2.2.1 赤泥
2.2.2 粉煤灰
2.2.3 水泥
2.2.4 外加剂
2.2.5 原材料粒径分布
2.2.6 配合比设计
2.3 试验方法
2.4 工作性能
2.4.1 流动性能
2.4.2 凝结时间
2.5 力学性能
2.6 抗水稳定性能
2.7 本章小结
第3章 赤泥激发粉煤灰激发机理研究
3.1 引言
3.2 赤泥作为碱源
3.3 水化动力学研究
3.3.1 赤泥掺量对前期水化的影响
3.3.2 水化热与强度关系
3.4 物相分析
3.4.1 水化产物分析
3.4.2 热重分析
3.5 孔结构分析
3.5.1 养护龄期对孔隙率的影响
3.5.2 赤泥掺量对孔隙率的影响
3.6 微观形貌分析
3.7 化学环境分析
3.7.1 孔溶液pH值
3.7.2 孔溶液钙离子浓度
3.8 本章小结
第4章 赤泥粉煤灰充填材料的抗水稳定性提升机理研究
4.1 引言
4.2 原材料及试验设计
4.2.1 原材料
4.2.2 试验设计
4.3 力学性能
4.4 抗水稳定性能
4.5 微观机理研究
4.5.1 早期水化动力学
4.5.2 水化产物分析
4.5.3 孔结构与孔隙率
4.5.4 微观形貌分析
4.6 化学环境分析
4.5.1 孔溶液pH
4.5.2 孔溶液离子浓度
4.7 本章小结
第5章 有机物鳌合改性层状双氢氧化物固化重金属离子研究
5.1 引言
5.2 原材料及试验方法
5.2.1 制备EDTA·Mg-Al LDHs
5.2.2 模拟重金属离子固化试验
5.2.3 表征EDTA·Mg-Al LDHs
5.3 EDTA鳌合LDHs固化重金属离子能力研究
5.3.1 重金属离子固化效率分析
5.3.2 重金属离子固化动力学拟合
5.3.3 产物物相分析
5.4 EDTA鳌合LDHs固化赤泥粉煤灰充填材料重金属离子
5.4.1 配合比及试验方法
5.4.2 浸出液重金属离子浓度分析
5.6 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：3688495
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 赤泥的处置现状
1.2.2 充填材料研究现状
1.2.3 赤泥制备碱激发胶凝材料现状
1.2.4 工业废弃物重金属离子固化现状
1.3 研究目标与内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
1.3.3 技术路线
第2章 赤泥粉煤灰充填材料设计
2.1 引言
2.2 原材料与配合比设计
2.2.1 赤泥
2.2.2 粉煤灰
2.2.3 水泥
2.2.4 外加剂
2.2.5 原材料粒径分布
2.2.6 配合比设计
2.3 试验方法
2.4 工作性能
2.4.1 流动性能
2.4.2 凝结时间
2.5 力学性能
2.6 抗水稳定性能
2.7 本章小结
第3章 赤泥激发粉煤灰激发机理研究
3.1 引言
3.2 赤泥作为碱源
3.3 水化动力学研究
3.3.1 赤泥掺量对前期水化的影响
3.3.2 水化热与强度关系
3.4 物相分析
3.4.1 水化产物分析
3.4.2 热重分析
3.5 孔结构分析
3.5.1 养护龄期对孔隙率的影响
3.5.2 赤泥掺量对孔隙率的影响
3.6 微观形貌分析
3.7 化学环境分析
3.7.1 孔溶液pH值
3.7.2 孔溶液钙离子浓度
3.8 本章小结
第4章 赤泥粉煤灰充填材料的抗水稳定性提升机理研究
4.1 引言
4.2 原材料及试验设计
4.2.1 原材料
4.2.2 试验设计
4.3 力学性能
4.4 抗水稳定性能
4.5 微观机理研究
4.5.1 早期水化动力学
4.5.2 水化产物分析
4.5.3 孔结构与孔隙率
4.5.4 微观形貌分析
4.6 化学环境分析
4.5.1 孔溶液pH
4.5.2 孔溶液离子浓度
4.7 本章小结
第5章 有机物鳌合改性层状双氢氧化物固化重金属离子研究
5.1 引言
5.2 原材料及试验方法
5.2.1 制备EDTA·Mg-Al LDHs
5.2.2 模拟重金属离子固化试验
5.2.3 表征EDTA·Mg-Al LDHs
5.3 EDTA鳌合LDHs固化重金属离子能力研究
5.3.1 重金属离子固化效率分析
5.3.2 重金属离子固化动力学拟合
5.3.3 产物物相分析
5.4 EDTA鳌合LDHs固化赤泥粉煤灰充填材料重金属离子
5.4.1 配合比及试验方法
5.4.2 浸出液重金属离子浓度分析
5.6 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：3688495
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