利用丰镇热电厂粉煤灰制备矿物聚合材料的实验研究

发布时间：2020-05-15 21:30

【摘要】：本论文是横向课题“利用粉煤灰、煤矸石等制备矿物聚合材料”项目(清华同方环境有限公司资助)的一部分。 矿物聚合材料是一种新型的无机胶凝材料。本文研究了利用丰镇热电厂粉煤灰制备矿物聚合材料的技术可行性,并对其性能、结构以及铝硅酸盐聚合反应机理进行了探讨。 本研究以粉煤灰为主要原料,利用钠水玻璃和氢氧化钠做粘合剂和激发剂制备矿物聚合材料的基本工艺流程为:固体物料和液相混合得到混合砂浆,装入模具,在低温条件下成型固化,脱模,即得制品。通过测定制品的抗压强度等力学性能指标,制备出抗压强度、吸水率等各项性能优于普通硅酸盐水泥制品的矿物聚合材料,得到了各项优化工艺参数,制品的7天抗压强度达到60 MPa以上。 单因素实验表明,以粉煤灰、偏高岭石、标准砂等为主要固体原料、钠水玻璃和氢氧化钠为激发剂制备矿物聚合材料的主要影响因素包括:固体原料的种类及配比、固液比、固化温度和时间、固体原料的粒度、液体的浓度、成型压力和养护条件等。制备矿物聚合材料的优化工艺条件为:固液比为2.0～2.4;固化过程为60℃干燥箱中放置24 h,室温下放置6 d;钠水玻璃和氢氧化钠的质量比为3:2;粉煤灰所占固相的质量为80%左右。 在制备矿物聚合材料过程中,通过聚合反应之后,无新生晶相生成,形成的基体相呈非晶态,通过X射线粉晶衍射分析结果得知,其主要晶相为莫来石。 矿物聚合材料的聚合反应过程分为固体粉煤灰玻璃体和偏高岭石原料在碱性溶液中的溶解、溶解的铝硅配合物由固体颗粒表面向颗粒间隙的扩散、凝胶相[M_x(AlO_2)_y(SiO_2)_z·nMOH·mH_2O]的形成、凝胶相逐渐排除多余水分而固结硬化等四个阶段。反应程度越高,骨料和基体相的非晶化程度越高,材料的强度越大。
【图文】：

0 10 20 30 40 50 60 70 80MMMSMMMMQMMMMMMM20 / °SM MulliteS SillimaniteQ Quartz图 3-1 粉煤灰的 X 射线粉晶衍射图

和表面活性中心，而且球形微珠的增多也使需水量降低（马鸿文，2001）。另面，在扫描电镜下可以看到，细小的玻璃微珠虽未被破碎，但其表面惰性层去，也增加了表面活性点，增加和加快了活性 SiO2, A12O3的溶出和水化的速且，粉磨使粉煤灰的平均粒径变小，使体系具有更好的填充性质。对粉煤灰的粉磨有两种方式：干法和湿法。在本论文研究中，干法是用振振动 30s；湿法是粉煤灰和水混合，共同加入到盛有颗粒大小不一磨料球的陶中 ，共同粉磨 1h。从原理上来讲，，湿法的效果要好些，因为在粉磨的过程加入到反应中，提高了粉煤灰反应的活性。通过对原始粉煤灰和预处理（振动磨磨 30s）后的粉煤灰原料进行激光粒度（图 3-3，3-4），结果表明，所用粉煤灰原料经过处理后的粒度分布范围没有为0.4～14.2.0μm；体积平均粒径由66.9μm减小到10.0μm；比表面积由0.43大到 1.5μm。粒度分布都呈单峰式分布。
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TB324

【引证文献】

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本文编号：2665658