CFBC底渣基地聚合物材料的制备工艺优化研究

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1、氨意犬爨CFBC底渣基地聚合物材料的制备工艺优化研究(申请南京大学工学硕士学位论文)培养单位：专业：研究方向：研究生：指导教师：答辩日期：南京大学环境学院环境工程环境功能材料沈立锋翟建平教授李琴讲师2011年5月NANJINGUNIVERSITYStudyonsynthesisprocessofCFBCbottomashbasedgeopolymermaterialsADissertationSubmittedtotheGraduateSchoolofNanjingUniversityinPartialFulfilhnentoftheRequi

2、rementsfortheDegreeofMasterinEnvironmentalEngineeringL啦鸭ShenSupervisor：ProfessorJianPingZhaiLecturerQinLiNanjing，P．R．ChinaMay,2011m4㈣6mm，，m—●眦7，洲3㈣2⋯Y毕业论文题目：CFBC底渣基地聚合物材料的制备工艺饯坐研窒堑垃三猩专业2QQ昼级硕士生姓名：选皇笪指导教师(姓名、职称)：翟壅±耋丝奎釜进!重摘要地聚合物因具有力学性能高、材料来源广、防化学腐蚀和耐高温性等众多优点而成为研究最为广泛的建筑材料之一。C

3、FBC底渣是经CFB锅炉排渣口排放得到的颗粒材料，具有硅铝含量高、烧失量低、火山灰活性好等优点。本论文以金陵石化自备电厂的CFBC底渣为研究对象，在综合分析其理化性能的基础上，采用浇注法、半干压法制备CFBC底渣基地聚合物以及以CFBC底渣为骨料制备的地聚合物砂浆。并且通过X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(sEM)、傅立叶变化红外光谱仪(FTIR)等分析测试手段，研究了CFBC底渣基地聚合物的宏观力学性能、微观结构、微区成分等性能指标，并将其反馈到地聚合物的制备过程中，优化了制备条件。论文首先对金陵石化电厂的CFBC底渣的理化性能进行分析

4、，分析结果表明：CFBC底渣中Si02、A1203的含量较多，总量超过87％。同时其烧失量(LOI)较低，只有o．64％；该底渣具有较好的火山灰活性，采用7．5mol／LKOH溶液，75℃条件下的火山灰活性指数为2．1442／h；该底渣样品中存在较为丰厚的无定形玻璃态物质，矿物相主要以石英为主：而从红外图谱中可以看出，特征吸收峰主要由玻璃态、石英等相关基团引起的，而玻璃态的相关基团相对比较丰厚。论文基于正交实验，分析材料配比、激发剂种类等因素对CFBC底渣基地聚合物的影响，其中，液固比对材料的影响最大，其次是水玻璃模数，影响最小的是水玻璃中钾的

5、含量。当液固比为1：2时，采用模数为1．2，KOH含量为6％的水玻璃所制备的样品抗压强度可达84．4MPa。对正交实验制备的9组样品的耐高温测试发现，样品在经过800。C的高温下处理2小时后，力学强度均有不同程度的提高，从对材料的SEM、XRD以及TG分析结果来看，CFBC底渣基地聚合III物材料在高温后材料结构比较稳定，耐高温性能较好。论文采用半干压成型技术，用低液固比(O．3：1)制备CFBC底渣基地聚合物。不同模数的水玻璃激发的地聚合物材料样品的宏观力学性能依次为1．5Modulus>1．2Modulus>2．0Modulus，不同浓度的

6、纯碱激发的地聚合物材料样品的宏观力学性能依次为10MKOH>5MLiOH>lOMNaoH>5MKoH>5MNaOH，10MKOH所制备的样品取得了最佳的力学性能，在28天的抗压强度为24．4MPa。XRD结果表明，反应产物中晶体矿物除了来自底渣的石英矿物外，未检测出其他晶体衍射峰；SEM／EDS结果表明，反应主体产物是无定形的硅铝酸盐胶体，但在微观结构的局部区域发现有新生成的晶体矿物相，结合XRD的结果原因可能是新生成的晶体矿物的含量太少。论文以CFBC底渣颗粒为骨料，成功制备了地聚合物砂浆，实验结果表明，在CFBC底渣掺量达到50％时，粉煤灰

7、基地聚合物砂浆的力学性能达到最大值，抗压强度和抗折强度分别是47．8MPa和7．6MPa；不同激发剂的地聚合物砂浆的力学强度依次为：1．2Modulus>10MNaOH>1．5Modulus>10MKOH>2．0Modulus，采用1．2模数水玻璃所制备的样品取得了最佳的力学性能，抗压强度和抗折强度分别为60．1MPa和10．4MPa；采用SEM、XRD等表征技术对样品的相关特征研究表明，采用CFBC底渣作为粉煤灰基地聚合物砂浆骨料，不仅能促进地聚合物的反应，而且也能增强骨料与地聚合物胶体的结合力。关键词：CFBC底渣，地聚合物，半干压法，骨料

8、，抗压强度THESIS：StudyonsynthesisprocessofCFBCbottomashbasedgeopolymermaterialsS