【摘要】：本論文是橫向課題“利用粉煤灰、煤矸石等制備礦物聚合材料”項(xiàng)目(清華同方環(huán)境有限公司資助)的一部分。 礦物聚合材料是一種新型的無(wú)機(jī)膠凝材料。本文研究了利用豐鎮(zhèn)熱電廠粉煤灰制備礦物聚合材料的技術(shù)可行性,并對(duì)其性能、結(jié)構(gòu)以及鋁硅酸鹽聚合反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了探討。 本研究以粉煤灰為主要原料,利用鈉水玻璃和氫氧化鈉做粘合劑和激發(fā)劑制備礦物聚合材料的基本工藝流程為:固體物料和液相混合得到混合砂漿,裝入模具,在低溫條件下成型固化,脫模,即得制品。通過(guò)測(cè)定制品的抗壓強(qiáng)度等力學(xué)性能指標(biāo),制備出抗壓強(qiáng)度、吸水率等各項(xiàng)性能優(yōu)于普通硅酸鹽水泥制品的礦物聚合材料,得到了各項(xiàng)優(yōu)化工藝參數(shù),制品的7天抗壓強(qiáng)度達(dá)到60 MPa以上。 單因素實(shí)驗(yàn)表明,以粉煤灰、偏高嶺石、標(biāo)準(zhǔn)砂等為主要固體原料、鈉水玻璃和氫氧化鈉為激發(fā)劑制備礦物聚合材料的主要影響因素包括:固體原料的種類(lèi)及配比、固液比、固化溫度和時(shí)間、固體原料的粒度、液體的濃度、成型壓力和養(yǎng)護(hù)條件等。制備礦物聚合材料的優(yōu)化工藝條件為:固液比為2.0～2.4;固化過(guò)程為60℃干燥箱中放置24 h,室溫下放置6 d;鈉水玻璃和氫氧化鈉的質(zhì)量比為3:2;粉煤灰所占固相的質(zhì)量為80%左右。 在制備礦物聚合材料過(guò)程中,通過(guò)聚合反應(yīng)之后,無(wú)新生晶相生成,形成的基體相呈非晶態(tài),通過(guò)X射線粉晶衍射分析結(jié)果得知,其主要晶相為莫來(lái)石。 礦物聚合材料的聚合反應(yīng)過(guò)程分為固體粉煤灰玻璃體和偏高嶺石原料在堿性溶液中的溶解、溶解的鋁硅配合物由固體顆粒表面向顆粒間隙的擴(kuò)散、凝膠相[M_x(AlO_2)_y(SiO_2)_z·nMOH·mH_2O]的形成、凝膠相逐漸排除多余水分而固結(jié)硬化等四個(gè)階段。反應(yīng)程度越高,骨料和基體相的非晶化程度越高,材料的強(qiáng)度越大。
【圖文】：

0 10 20 30 40 50 60 70 80MMMSMMMMQMMMMMMM20 / °SM MulliteS SillimaniteQ Quartz圖 3-1 粉煤灰的 X 射線粉晶衍射圖

和表面活性中心，而且球形微珠的增多也使需水量降低（馬鴻文，2001）。另面，在掃描電鏡下可以看到，細(xì)小的玻璃微珠雖未被破碎，但其表面惰性層去，也增加了表面活性點(diǎn)，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徑變小，使體系具有更好的填充性質(zhì)。對(duì)粉煤灰的粉磨有兩種方式：干法和濕法。在本論文研究中，干法是用振振動(dòng) 30s；濕法是粉煤灰和水混合，共同加入到盛有顆粒大小不一磨料球的陶中 ，共同粉磨 1h。從原理上來(lái)講，，濕法的效果要好些，因?yàn)樵诜勰サ倪^(guò)程加入到反應(yīng)中，提高了粉煤灰反應(yīng)的活性。通過(guò)對(duì)原始粉煤灰和預(yù)處理（振動(dòng)磨磨 30s）后的粉煤灰原料進(jìn)行激光粒度（圖 3-3，3-4），結(jié)果表明，所用粉煤灰原料經(jīng)過(guò)處理后的粒度分布范圍沒(méi)有為0.4～14.2.0μm；體積平均粒徑由66.9μm減小到10.0μm；比表面積由0.43大到 1.5μm。粒度分布都呈單峰式分布。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類(lèi)號(hào)】：TB324

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 王雪;孫可偉;;廢磚制備新型輕質(zhì)墻體材料的研究[J];粉煤灰;2009年02期

2 聶軼苗;牛福生;張晉霞;李鳳久;吳根;;影響粉煤灰基礦物聚合材料性能的主要因素[J];硅酸鹽通報(bào);2009年03期

3 王雪;孫可偉;;廢磚制備新型輕質(zhì)墻體材料的試驗(yàn)研究[J];磚瓦;2008年11期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 王雪;廢磚制備新型輕質(zhì)墻體材料的試驗(yàn)研究[D];昆明理工大學(xué);2009年

2 焦洪軍;粉煤灰制備聚氯化鋁（PAC）的研究[D];蘭州理工大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2665658