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Na-粉煤灰地质聚合物制备与性能研究

作　者: 贾屹海
导　师: 韩敏芳
学　校: 中国矿业大学（北京）
专　业: 化学工艺
关键词: 粉煤灰地质聚合物制备性能
分类号: TQ177
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
下　载: 309次
引　用: 2次
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内容摘要

以粉煤灰、NaOH、水玻璃为主要原料制备了地质聚合物,用X-射线衍射仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、电子扫描显微镜及能谱仪(SEM/EDX)、核磁共振仪(NMR)、热重-差示扫描(TG-DSC)同步热分析仪和比表面及孔隙度分析仪等仪器对地质聚合物结构进行了表征。研究了地质聚合物胶凝材料和轻质保温材料的性能和结构,开发出地质聚合物快速固化技术,研究了地质聚合物耐高浓度强酸腐蚀性及机理,首次利用干压成型法制备出高强度地质聚合物。结果表明,利用优化工艺和配比制备的地质聚合物胶凝材料28d抗压强度最高为51.2MPa,调整碱量、含钙物质用量与种类可同时对地质聚合物强度和凝结时间进行调控,经过100次冻融循环和12个月化学腐蚀,抗压强度分别保持在80%和10-60%；以铝粉和双氧水为发泡剂,在添加了表面活性剂后,地质聚合物发泡材料的孔径从1-20mm降到约2mm以下,7d抗压强度最高为2.57MPa,密度为0.76g/cm3；微波快速固化技术可使地质聚合物在9-15min达到脱模抗压强度(3.3-6.5MPa),且后期强度继续增长；粉煤灰地质聚合物具有很强的耐高浓度硫酸腐蚀性,其耐腐蚀性机理主要包括：扩散(反扩散)、离子交换和重组反应等；干压成型法制备出的地质聚合物抗压强度最高为180MPa,比浇注法提高了100MPa,在1200℃煅烧后抗压强度保持70%以上。

全文目录

摘要  5
Abstract  5-6
详细摘要  6-14
1. 绪论  14-34
  1.1 概述  14
  1.2 粉煤灰利用现状  14-18
    1.2.1 粉煤灰来源与理化性质  14-15
    1.2.2 粉煤灰利用现状  15-18
  1.3 地质聚合物国内外研究现状及存在问题  18-32
    1.3.1 国内外研究地质聚合物的单位  18-19
    1.3.2 地质聚合物原料  19-20
    1.3.3 原料配比  20
    1.3.4 地质聚合物制备方法  20-21
    1.3.5 地质聚合物的性能  21-22
    1.3.6 地质聚合物材料的应用  22-24
    1.3.7 形成地质聚合物结构的理论基础  24-25
    1.3.8 地质聚合反应机理  25-27
    1.3.9 地质聚合物结构  27-29
    1.3.10 地质聚合物体系与波特兰水泥体系和碱激发矿渣水泥体系的区别  29-30
    1.3.11 粉煤灰地质聚合物研究现状  30-32
    1.3.12 存在的问题  32
  1.4 课题提出、研究内容和研究方法  32-34
2. 地质聚合物胶凝材料制备、性能及结构研究  34-60
  2.1 引言  34-35
  2.2 制备工艺条件优化研究  35-42
    2.2.1 原料  35-36
    2.2.2 实验过程  36-37
    2.2.3 结果与讨论  37-42
    2.2.4 结论  42
  2.3 初、终凝时间研究  42-48
    2.3.1 引言  42-43
    2.3.2 原料  43
    2.3.3 实验与表征  43
    2.3.4 结果与讨论  43-47
    2.3.5 结论  47-48
  2.4 含钙物质对粉煤灰地质聚合物性能的影响  48-53
    2.4.1 引言  48
    2.4.2 原料  48-49
    2.4.3 实验与表征  49
    2.4.4 结果与讨论  49-53
    2.4.5 结论  53
  2.5 耐久性研究  53-59
    2.5.1 引言  53
    2.5.2 原料  53
    2.5.3 实验与表征  53-54
    2.5.4 结果与讨论  54-59
    2.5.5 结论  59
  2.6 小结  59-60
3. 地质聚合物轻质保温材料制备与性能研究  60-70
  3.1 引言  60
  3.2 原料与实验  60-61
    3.2.1 原料  60-61
    3.2.2 实验  61
  3.3 结果与讨论  61-69
    3.3.1 铝粉发泡剂  61-64
    3.3.2 双氧水为发泡剂  64-67
    3.3.3 耐高温性  67-68
    3.3.4 导热系数  68-69
  3.4 小结  69-70
4. 地质聚合物快速固化技术研究  70-80
  4.1 引言  70
  4.2 微波辐射快速固化研究  70-75
    4.2.1 引言  70-71
    4.2.2 原料  71
    4.2.3 实验  71
    4.2.4 结果与讨论  71-75
    4.2.5 结论  75
  4.3 工艺品  75-78
    4.3.1 装饰品  75-76
    4.3.2 地垫  76-78
  4.4 小结  78-80
5. 地质聚合物耐强酸腐蚀性与机理研究  80-90
  5.1 引言  80
  5.2 耐高浓度硫酸腐蚀性研究  80-87
    5.2.1 原料  80-81
    5.2.2 样品制备与表征  81
    5.2.3 结果和讨论  81-87
  5.3 小结  87-90
6. 高抗压强度地质聚合物制备与结构研究  90-104
  6.1 引言  90
  6.2 制备与性能研究  90-98
    6.2.1 原料  90-91
    6.2.2 实验与表征  91-92
    6.2.3 工艺条件  92-95
    6.2.4 耐高温性能  95-98
    6.2.4 结论  98
  6.3 干压与浇注成型法制备地质聚合物结构性能比较  98-103
    6.3.1 原料与实验  98-99
    6.3.2 结果与讨论  99-102
    6.3.3 结论  102-103
  6.4 小结  103-104
7. 结论与展望  104-106
  7.1 结论  104-105
  7.2 创新点  105
  7.3 展望  105-106
参考文献  106-116
致谢  116-118
作者简介  118
学习期间完成的论文成果  118

Na-粉煤灰地质聚合物制备与性能研究

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