鋼渣是鋼鐵冶金工業(yè)排放的固體廢棄物,大量堆積不僅占用土地,污染環(huán)境,而且鋼渣中的重金屬元素滲入土壤污染地下水,給人民的生活帶來潛在的威脅。我國同時是世界上煤炭和水泥生產(chǎn)消費大國,一直面臨CO₂減排的巨大壓力。本文從自然界微生物主動參與碳循環(huán)、激發(fā)碳化現(xiàn)象中得到啟發(fā),發(fā)現(xiàn)一種微生物其分泌的生物酶可以將二氧化碳的水化速率提升10⁷倍。本文利用該微生物的酶催化作用,提升鋼渣的固碳效率和固碳速率,以礦物態(tài)形式固定二氧化碳,并使固碳礦物具有膠凝特性,制備出強度高、體積穩(wěn)定性好、耐久性優(yōu)良的新型生物碳化磚等建材制品。本文首先開展了微生物礦化制備固碳鋼渣建材制品可行性研究,論證了在溶液和鋼渣兩種環(huán)境中微生物加速鋼渣礦化的可行性。探明了微生物在鋼渣配制的高堿性溶液中中復蘇、生長以及存活規(guī)律,詳細分析比較了化學法與微生物法沉積出來的碳酸鈣晶型、形貌、結晶度和膠凝特性,發(fā)現(xiàn)兩種碳酸鈣均為方解石晶型,但形貌和結晶程度存在巨大差異�；瘜W法主要以顆粒之間無粘結性的六方體型碳酸鈣為主,而微生物法主要以球狀方解石為主,伴隨著方狀、層狀型,并且顆粒上附著部分膠質,微生物充當... 

【文章來源】：東南大學江蘇省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 本文的研究背景與意義
    1.2 鋼渣處理、利用以及問題
    1.3 二氧化碳處理、利用以及問題
    1.4 微生物固碳研究進展
    1.5 鋼渣碳化磚研究現(xiàn)狀
    1.6 本文主要研究內容與技術方案
        1.6.1 研究內容
        1.6.2 技術方案
第二章 微生物礦化制備固碳鋼渣建材制品可行性研究
    2.1 實驗原材料
        2.1.1 鋼渣微粉
        2.1.2 微生物
        2.1.3 其他原材料
    2.2 誘導碳酸鈣沉積的微生物生長特性
    2.3 水溶液中微生物誘導碳酸鈣沉積
        2.3.1 試驗材料及方法
        2.3.2 礦化產(chǎn)物的成分以及微觀結構分析
    2.4 微生物在固碳鋼渣建材制品體系中的加速礦化作用
        2.4.1 試樣材料及方法
        2.4.2 微生物在碳化過程中的加速作用
        2.4.3 微生物作用下的固碳鋼渣建材制品強度
    2.5 微生物活性對固碳鋼渣建材制品的影響
        2.5.1 試樣材料及方法
        2.5.2 微生物活性對固碳鋼渣建材制品的影響
    2.6 本章小結
第三章 濕含量對微生物固碳鋼渣建材制品碳化的影響
    3.1 試樣材料及方法
    3.2 不同剩余水灰比作用下樣品在碳化過程中的溫度變化
        3.2.1 試樣材料及方法
        3.2.2 碳化過程中的試件內部溫度變化
    3.3 不同剩余水灰比下固碳鋼渣建材制品的碳化產(chǎn)物分析
        3.3.1 試樣材料及方法
        3.3.2 碳化產(chǎn)物XRD分析
        3.3.3 碳化產(chǎn)物DSC-TG分析
        3.3.4 碳化產(chǎn)物FTIR分析
        3.3.5 碳化產(chǎn)物BET分析
        3.3.6 碳化產(chǎn)物SEM-EDS分析
    3.4 不同剩余水灰比對碳化程度的影響
        3.4.1 試樣材料及方法
        3.4.2 碳化深度
        3.4.3 增重率
        3.4.4 固碳效率
    3.5 微生物固碳鋼渣建材制品二氧化碳碳化動力學研究
        3.5.1 微生物固碳鋼渣建材制品二氧化碳碳化過程的動力學模型
        3.5.2 實驗結果動力學分析驗證
    3.6 剩余水灰比對固碳鋼渣建材制品強度的影響
        3.6.1 試樣材料及方法
        3.6.2 剩余水灰比對固碳鋼渣建材制品強度的影響
    3.7 本章小結
第四章 鈣源對微生物固碳鋼渣建材制品的影響
    4.1 外部內部鈣源對微生物固碳鋼渣建材制品碳化體系的影響
        4.1.1 試樣材料及方法
        4.1.2 外摻鈣源對微生物加速作用的影響
        4.1.3 外摻鈣源對微生物固碳鋼渣建材制品碳化產(chǎn)物影響分析
        4.1.4 外摻鈣源對微生物固碳鋼渣建材制品強度的影響
    4.2 內部鈣源對微生物固碳鋼渣建材制品碳化體系的影響
        4.2.1 試樣材料及方法
        4.2.2 微生物在弱酸作用下的加速增效作用
        4.2.3 弱酸作用下的微生物增效加速機制對強度的影響
        4.2.4 弱酸作用下的微生物固碳鋼渣建材制品的碳化產(chǎn)物分析
        4.2.5 弱酸對微生物固碳鋼渣建材制品的碳化程度的影響
    4.3 本章小結
第五章 微生物固碳鋼渣磚的制備工藝與性能
    5.1 制備與養(yǎng)護
    5.2 抗壓抗折強度
        5.2.1 抗壓強度測定
        5.2.2 抗折強度測定
        5.2.3 試件的抗壓抗折強度
    5.3 密度與比強度
    5.4 吸水率
    5.5 軟化系數(shù)
    5.6 安定性
        5.6.1 蒸煮法
        5.6.2 壓蒸法
    5.7 微生物固碳鋼渣制品與其他建筑磚的性能比較
    5.8 微生物固碳鋼渣制品制備成本分析
    5.9 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
作者簡介與成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[9]鋼渣中游離氧化鈣碳酸化反應的數(shù)值模擬[J]. 劉坤,陳榮凱,韓仁志,馮亮花.  特殊鋼. 2012(04)
[10]Characterization of microbe cementitious materials[J]. RONG Hui 1,2 & QIAN ChunXiang 1,2 1School of Materials Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 211189, China; 2Jiangsu Key Laboratory of Construction Material, Nanjing 211189, China.  Chinese Science Bulletin. 2012(11)

碩士論文
[1]碳化鋼渣制備墻地建材制品[D]. 李剛林.濟南大學 2015
[2]二氧化碳捕集與封存的國際法律制度研究[D]. 張曉暄.中國海洋大學 2013
[3]鋼渣碳化磚的性能及其影響因素研究[D]. 史迪.中國建筑材料科學研究總院 2012



本文編號：3644854