利用鍋爐煙氣脫硫灰渣制備新型膠凝材料的研究.pdf

1、礦物聚合材料是一種以無機[SiO4]4-和[AlO4]4-四面體為主要組成，在結構上是具有非晶、半結晶和晶態(tài)的三維網(wǎng)狀鍵接結構的鋁硅酸鹽膠凝材料。這種材料具有優(yōu)良的力學性能和耐久性能及固化重金屬離子的能力；同時原材料來源廣泛，可大量利用各類固體廢棄物。半干法脫硫灰渣為煙氣脫硫后產(chǎn)生的一種副產(chǎn)物，與粉煤灰相比，組成上硅鋁質含量較低，且含有一定的Ca(OH)2和CaSO3等，使其難以按傳統(tǒng)建材產(chǎn)品大量簡單利用。因而其有效的資源化利用是十分重

2、要而迫切的課題。本課題重點探討脫硫灰渣、粉煤灰等為主要原料制備新型膠凝材料，首先研究了脫硫灰渣礦物聚合材料的制備、特性，在此基礎上進一步探索了新型礦聚水泥復合膠凝材料的合成、性能及復合反應機理問題。 對原材料的組成與結構特性進行分析與評價，進而采用正交試驗方法優(yōu)選了礦聚材料的最優(yōu)配合比組成為：脫硫灰渣占固相質量比為20％，偏高嶺土為30％，NaOH溶液占液相質量比為30％，固液質量比為2.3；少量CaO、CaSO3能促進鋁硅酸鹽

3、聚合反應，但過多時對材料凝結速度、結構、耐腐蝕及熱穩(wěn)=定性等都有明顯危害；XRD、SEM和IR等微觀測試表明隨著聚合反應的深入，無定形物質明顯增多，CaSO3和CaSO4等基本未參加相應的聚合反應；總體上脫硫灰渣礦物聚合材料早期硬化較快，但長期強度發(fā)展較緩慢。 為了改善礦聚材料長期強度不夠理想的問題，通過復配水泥熟料制備了新型復合膠凝材料，其相應的最佳養(yǎng)護制度為：首先在水泥標準養(yǎng)護室固化1d后脫模，于室溫下固化6d，然后再置于水

4、中標養(yǎng)至各預定齡期，試樣的強度發(fā)展相對最優(yōu)；水泥熟料摻量為20％左右、NaOH溶液濃度為6mol/L左右時，復合體系中鋁硅酸鹽聚合反應和水泥水化反應的復合效果最好；其復合反應機理是鋁硅酸鹽聚合反應與水泥水化反應相互補充、共同促進的疊加效應，主要物相有α-SiO2、莫來石(Al2[Al2.8Si1.2]O9.8)、水化硅酸鈣(Ca2SiO4·0.3H2O)和斜鈣沸石(CaAl2SiO12·2H2O)等；彼此相互交織聯(lián)生、包裹，形成三維網(wǎng)絡