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利用硅锰渣研制生态渗水砖

作　者: 张洪波
导　师: 曹建新
学　校: 贵州大学
专　业: 材料学
关键词: 硅锰渣理化性质渗水砖透水系数抗压强度工艺条件
分类号: X757
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

硅锰渣是铁合金厂冶炼锰钢生铁时排放一种含锰量较高的矿渣，其结构疏松，外观常为浅绿色的颗粒。随着我国铁合金冶炼工业的飞速发展，硅锰渣的排放量逐步增加。其排放给生态环境及经济的可持续发展带来巨大压力。为此，硅锰渣的资源化利用成为社会一直致力解决的问题。但由于各地、各厂排放的硅锰渣理化性质差异很大，给其资源化利用带来困难。渗水砖是一种新型的绿色环保建材，它具有良好渗水性及保湿性，能很好的缓解城市由于被不透水地面铺装覆盖所带来的“城市荒漠化”及“热岛效应”，有利于保持城市水平衡。将硅锰渣应用于渗水砖制备，将是硅锰渣利用的又一新途径，具有很高的环保效应。为此，本文以贵州铁合金厂排放的硅锰渣为研究对象，利用SEM／EDS、XRD、ICP—AES等现代测试技术着重研究其理化性质，并进行分析与表征。在此基础上，进行了硅锰渣渗水砖的制备研究与探讨，讨论了各种工艺条件对其物理性能的影响。研究结果表明：硅锰渣是由一些形状不规则的多孔非晶质颗粒组成，粒径主要集中在250μm以上，其化学成分主要是SiO₂和CaO，其次是Al₂O₃、MnO；硅锰渣的微量元素均未超过排放标准、并且放射性检测符合GB6566-2001《建筑材料放射性核元素限量》中装修材料的技术要求，可用于生产建筑物室内、外饰面用的建筑材料，以及用于制备室外地砖的建筑材料；硅锰渣经高温煅烧冷却后，生成一些新的晶相矿物。在硅锰渣综合利用途径上，我们可以利用其在形貌上具有多孔的结构，考虑制备渗水性材料；利用硅锰渣作为原料烧制产品时，可以控制烧成温度和气氛来改变制品的颜色。以硅锰渣为主要原料能制备出抗压强度、透水系数、保水性、抗冻性符合JC／T945-2005《透水砖》标准要求的制品。硅锰渣渗水砖的抗压强度和透水系数是一对矛盾关系，主要受成型压力、烧成制度、骨料粒径等因素影响。在本实验范围内，随成型压力增大、骨料粒径减小，烧结温度升高、保温时间的延长，硅锰渣渗水砖的抗压强度提高，透水系数降低。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
第一章绪论  8-16
  1.1 硅锰渣的产生及综合利用  8-10
    1.1.1 硅锰渣的产生与排放  8-9
    1.1.2 硅锰渣综合利用现状  9-10
  1.2 硅锰渣综合利用技术上目前存在的问题  10
  1.3 硅锰渣综合利用技术的研究发展方向  10-11
  1.4 渗水砖简介和研究现状  11-13
    1.4.1 渗水砖概述  11-12
    1.4.2 渗水砖的研究现状  12-13
  1.5 课题的提出和思考  13-16
    1.5.1 课题的提出  13
    1.5.2 硅锰渣制备渗水砖的可行性分析  13-14
    1.5.3 硅锰渣制备渗水砖技术开发带来的社会效益和经济效益  14
    1.5.4 根据国内外研究拟定课题的研究思路  14-15
    1.5.5 课题研究的基本内容  15-16
第二章硅锰渣的理化性质分析与表征  16-26
  2.1 概述  16
  2.3 实验方法  16-17
  2.4 实验结果与分析  17-24
    2.4.1 硅锰渣的化学成分  17
    2.4.2 硅锰渣的放射性  17-18
    2.4.3 硅锰渣的微量元素  18
    2.4.4 硅锰渣的粒径分布  18-19
    2.4.5 硅锰渣及高温煅烧后硅锰渣的矿物组成分析  19-22
    2.4.6 硅锰渣的SEM及EDS分析  22
    2.4.7 硅锰渣DSC/TG分析  22-24
  2.5 本章小结  24-26
第三章硅锰渣制生态渗水砖的研究  26-42
  3.1 概述  26
  3.2 实验原料  26
  3.3 实验方法及主要仪器设备  26-29
    3.3.1 实验工艺流程  26-27
    3.3.2 实验仪器和设备  27
    3.3.3 坯体配方的确定  27-28
    3.3.4 成形方法的选择  28-29
    3.3.5 坯体干燥  29
    3.3.6 烧成制度确定  29
  3.4 样品物理性能的检测  29-33
    3.4.1 保水性的测定:  29-30
    3.4.2 透水系数的测定:  30-32
    3.4.3 样品抗冻性检测:  32-33
    3.4.4 样品的XRD检测  33
    3.4.5 样品的电镜检测  33
  3.5 实验结果与分析  33-41
    3.5.1 坯体配方的确定  33-35
    3.5.2 渗水砖原料配比的确定  35-37
    3.5.3 渗水砖微观结构分析  37-38
    3.5.4 成形方法的确定  38-39
    3.5.5 烧成温度的确定  39-40
    3.5.6 渗水砖XRD分析  40-41
  3.6 本章小结  41-42
第四章工艺条件对渗水砖物理性能的影响研究  42-51
  4.1 概述  42
  4.2 实验原料  42
  4.3 实验方法  42-43
  4.4 样品物理性能的检测  43
  4.5 实验结果与分析  43-50
    4.5.1 渗水砖原料粒径对渗水砖物理性能的影响  43-44
    4.5.2 外加剂对渗水砖物理性能的影响  44-46
    4.5.3 成形压力对渗水砖透水性能的影响  46-47
    4.5.4 烧成制度对透水性能的影响  47-48
    4.5.5 影响渗水砖耐磨性能的因素  48-50
  4.6 本章小结  50-51
第五章结论  51-53
致谢  53-54
主要参考文献  54-56
附录  56-57

利用硅锰渣研制生态渗水砖

内容摘要

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