粉煤灰基地聚合物研究进展综述

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浅谈粉煤灰基地质聚合物的发展进程及应用

浅谈粉煤灰基地质聚合物的发展进程及应用

浅谈粉煤灰基地质聚合物的发展进程及应用粉煤灰基地质聚合物(Geopolymer)是一种新型的无机聚合物材料,其由粉煤灰和碱性激发剂(如NaOH和Na2SiO3)通过碱激发反应制备而成。

粉煤灰是一种工业废弃物,具有高活性和硅酸铝化合物的特点,可作为主要原料用于制备地质聚合物材料。

粉煤灰基地质聚合物的发展进程可以追溯到20世纪80年代。

当时,澳大利亚学者Joseph Davidovits首次提出了地质聚合物这一概念,并研究了以粉煤灰为原料的聚合物材料制备方法。

随后,地质聚合物被广泛研究和发展,不断探索了不同的制备方法和应用领域。

粉煤灰基地质聚合物的制备方法主要有两种:热激发法和机械激发法。

热激发法将粉煤灰和碱性激发剂在高温下反应,形成聚合物凝胶体系;机械激发法则通过机械搅拌将粉煤灰和碱性激发剂激发反应,形成聚合物凝胶体系。

这两种制备方法各有优劣,可以根据具体需求选择适合的方法。

粉煤灰基地质聚合物具有很多优异的性能和应用特点。

它具有优良的耐酸碱性能,可以耐受酸碱环境的侵蚀,适用于各种腐蚀性介质的管道和容器材料。

它具有良好的绝缘性能,可以用作隔热材料和电气绝缘材料。

它还具有良好的抗压强度和抗冻融性能,适用于道路、桥梁和建筑材料。

粉煤灰基地质聚合物的应用领域广泛,主要包括建筑材料、耐腐蚀材料、环境修复材料和核燃料储存材料等方面。

在建筑材料中,地质聚合物可用于制备混凝土、砖瓦和隔热材料等。

在耐腐蚀材料中,地质聚合物可用于制备耐酸碱管道和容器等。

在环境修复材料中,地质聚合物可用于处理废水和废气等。

在核燃料储存材料中,地质聚合物可用于制备核燃料储存容器等。

粉煤灰基地质聚合物是一种具有广泛应用前景的新型材料。

通过不断的研究和发展,粉煤灰基地质聚合物的制备方法和应用领域将会更加丰富和多样化,为工程和环境领域提供更多的选择和解决方案。

粉煤灰的活性研究及进展

粉煤灰的活性研究及进展

粉煤灰的活性研究及进展论文粉煤灰的活性研究及进展摘要本文介绍了粉煤灰活性研究的进展,分析了粉煤灰的测定方法、活性的表现以及影响机理的相关研究。

粉煤灰是由水泥工业生产过程中形成的一种粉尘,其有效成分含量低,但有较高的氯离子含量,因此具有较强的活性特性。

本文介绍了对粉煤灰的活性特性的评价方法,包括热分析、重金属吸附实验、pH测定法以及X射线衍射分析等。

分析了粉煤灰活性影响因素,如氧化法、水热分解法、抗压法、高温处理法等。

本文综述了常见的粉煤灰利用技术,包括吸附剂的制备以及在水污染控制中的应用。

对未来粉煤灰活性研究及应用进展的展望也进行了讨论。

关键词:粉煤灰;活性;评价;技术1.绪论粉煤灰(简称PM棋牌)是水泥工业生产过程中形成的粉尘,其中含有大量的来源可持续的无机物,具有较低的有效成分含量和较高的氯离子含量,因此具有较强的活性特性。

PM棋牌的活性对于涉及活性物质的环境问题起着重要作用,特别是在水污染控制中的应用,因此,对粉煤灰的活性研究具有重要的意义。

2.粉煤灰的活性测定方法2.1 热分析热分析是运用热分析实验去评价活性物质性质的常用方法,能够较好的反映活性物质分解温度及活性期熔点等指标。

常见的热分析仪器有热重分析仪(TGA)、差热分析仪(DSC)、热悬浮仪(SFC)和热流通分析仪(HFA)。

2.2 重金属吸附实验重金属吸附实验法可以测定水溶液中的重金属离子,以及离子的吸附性能,是衡量水质中活性成分的一种便捷方法。

根据实验结果计算出的重金属吸附动力学和吸附热化学参数能够指导水质治理策略。

2.3 pH测定法pH是指溶液的酸碱度,也可以用来衡量水溶液中活性物质的含量。

pH值变化大的水溶液更容易吸附活性物质,因此使用pH测定法可以测量不同活性物质对粉煤灰的吸附性能。

2.4 X射线衍射分析(XRD)X射线衍射仪可以用来鉴定晶体的形状、结构和晶体组分,用来识别活性物质的分子构成。

X射线衍射分析用来检测粉煤灰中活性物质组成和数量,以及吸收特性,进而评价活性物质的影响程度。

粉煤灰地质聚合物材料的实验研究

粉煤灰地质聚合物材料的实验研究

图 2 粉 煤 灰 比 表 面 积 随粉 屠 时 间 的 变化
可 以看 出 , 粉煤 灰粉磨 后 的 比表 面积先 增大 后减
[ 键 词 ] 煤 灰 ; 质 聚合 物 ; 激 发 ; 观分 析 关 粉 地 碱 微 [ 图分 类 号 ]Q17X 0 中 T 7 ;7 5 [ 献标志码 ] 文 A [ 文章 编 号 ]0 3 1 2 (0 0 一 3 0 2 一 3 10 — 3 4 2 1 )0 — 0 3 O
O 前 言
论文 利用 粉 煤灰 为 主要原 料 . 以水 玻 璃 为激 发剂 制 备 地质 聚合 物 , 确定 制备 地 质 聚合物 材 料 的最佳 工 艺条 件 , 分 析影 响材 料性 能 的 主要 因素 。 并
1 原 材 料 与 实 验 方 法
11 原 材 料 .
图 1 粉 煤 灰 XRD 分 析
2 世 纪 建 筑 材 料 1
2 1 00
随着粉磨 时间 的继续延 长 , 小颗粒 又不 断发生团 聚…。 粉 煤灰经 过一 个小 时 的粉 磨 以后 , 积 比表面积 体
也 由 02 1 /n 增 大 到 03 6m2 I 。 图 2给 出 了 . cl 6 m2 . /T 8 cI 粉煤灰 比表 面积 随粉磨 时 间变 化 的规律 。
21 粉煤灰 比表面 积对 地 质聚 合 物性 能 的影 响 .
对粉 煤灰 进 行粉 磨有 利 于提 高其 反 应活性 , 并 但
非粉 磨 时 间 越长 越 好 , 是 存 在一 个 最 佳 值 , 而 随着 粉 磨 的进 行 , 面致 密膜 不 断被 打 破 , 粒 逐渐 变小 , 表 颗 但
1 . 实 验 方 法 2 实 验 过 程 按 照 G / 1 6 1 19 《 泥 胶 砂 强 度 BT 7 7 — 9 9 水

粉煤灰建材资源化的研究进展

粉煤灰建材资源化的研究进展

粉煤灰建材资源化的研究进展粉煤灰是火力发电厂燃煤后产生的废弃物,含有大量的硅、铝、铁等元素,具有潜在的建材资源价值。

近年来,随着可持续发展和绿色建筑理念的深入人心,粉煤灰建材资源化已成为研究热点。

本文将综述国内外粉煤灰建材资源化的研究现状、方法、成果及应用前景,以期为未来粉煤灰建材资源化研究提供参考。

国内外研究者针对粉煤灰建材资源化开展了大量研究工作,主要集中在以下几个方面:粉煤灰基本性质研究:包括化学成分、物理性质、结构特征等方面的研究。

粉煤灰制备建筑材料研究:主要涉及制备烧结砖、蒸压砖、加气混凝土等建筑材料的研究。

粉煤灰复合材料研究:将粉煤灰与其他材料复合,制备高性能的复合材料。

粉煤灰环境影响研究:主要探讨粉煤灰建材资源化过程中产生的环境影响,包括粉尘污染、废水排放等方面的研究。

尽管已取得一定的研究成果,但仍存在以下不足之处:研究成果实际应用不足:目前大多数研究成果停留在实验室阶段,尚未大规模应用于实际生产。

环境影响控制不够完善:在粉煤灰建材资源化过程中,仍存在一定的环境污染问题,需要进一步加以控制和解决。

粉煤灰建材资源化的研究方法主要包括实验设计和数据分析。

实验设计包括原料选取、粉煤灰处理、配料比例、制备工艺等方面的研究。

数据分析涉及性能测试、化学分析、结构表征等方面的内容。

粉煤灰烧结砖的制备:研究者通过优化配料比例、烧结温度和时间等因素,成功制备出性能良好的粉煤灰烧结砖。

这些烧结砖具有高强度、耐久性和低成本等优点,可作为新型建筑材料推广应用。

粉煤灰加气混凝土的研发:通过引入适量的外加剂和激发剂,改善粉煤灰的活性,成功制备出粉煤灰加气混凝土。

这种混凝土具有轻质、高强、保温隔热等优点,在建筑领域具有广泛的应用前景。

粉煤灰复合材料的研究:将粉煤灰与废旧塑料、废玻璃等废弃物复合,制备出性能优于纯原料的复合材料。

这些材料可用于制造家具、电子产品等产品,实现废弃物的资源化利用。

粉煤灰环境影响的研究:针对粉煤灰建材资源化过程中可能产生的环境影响,研究者通过优化工艺参数、采用环保设备等方法,最大限度降低环境污染。

粉煤灰基地质聚合物材料的应用研究进展

粉煤灰基地质聚合物材料的应用研究进展
达 33.5 MPa, 且高温煅烧实验表明其具有耐高温
性能。
刘泽等 [9-10] 研究证明循环流化床超细粉煤灰基
地质聚合物与 Zn 2+ 、 Pb 2+ 均具有较好的相容性, 使
得大掺量 Zn 2+ 的固化率达 99%以上, Pb 2+ 的固化率
也达到了 90% 以上。 其对含铬电镀污泥也可以进
行良好的固化, 固化体强度较高, 毛林清等 [11] 对
Abstract The discharge of fly ash from coal - fired power plant has caused certain harm to the earths ecological
environment and human health. The preparation of geopolymer with fly ash as raw material has the advantages of
水等发泡剂对块体、 球形等吸附材料进行起泡处
技术的投入及研究, 以应对水资源短缺的问题。
理, 以增加其吸附活性位点, 从而加大吸附量。 因
粉煤灰本身具有特殊的多孔蜂窝状结构、 比表
面积较大, 又具有 Al 2 O 3 、 SiO 2 、 CaO 等活性组分,
此, 块体及球形吸附剂特别是球形吸附剂很有可能
固体废弃物中包含了大量的重金属及其化合物, 如
且在内部形成密闭性良好的牢笼形状, 从而可以将
断富集并潜移默化地渗透到了广袤的土壤及水资源
实现了以废治废、 变废为宝的环保目标, 在材料、
Pb、 Zn、 Cs、 Sr、 As、 Cd 等, 有害重金属离子不
重金属离子、 有毒废物质等包裹在牢笼空腔内部,
中, 这对人们赖以生存的生态环境造成了严重的威

粉煤灰基地聚物的性能影响因素及其凝胶产物研究进展

粉煤灰基地聚物的性能影响因素及其凝胶产物研究进展

system. In this paper, based on the formation and advantage of geopolymer, the advantage of fly ash was analyzed as silicaaluminum precursor. Also, the influences of activator ions, curing conditions and calcium-components were emphasized on
灰基地聚物材料的凝胶产物变化及其反应机理研究进展。 目前含钙固废作为添加物逐渐应用于改性粉煤灰基地
聚物中,因此明确凝胶产物组成和反应机理将为粉煤灰基地聚物材料性能优化提供理论指导。
关键词:粉煤灰; 地聚物; 钙组分; 养护条件; 凝胶产物; 反应机理
中图分类号:TU526
文献标志码:A
文章编号:1001-1625(2021)03-0867-10
原材料,经碱激发制备地聚物材料( CaO 质量掺量设置了 0% 、5% 、20% 和 40% ,后文所出现的掺量,均为质
量掺量;Si / Al 摩尔为 2. 0;液固比为 0. 38) ,并对凝胶产物和原材料的组成与结构进行测试,研究发现不掺
CaO,产物为地聚物( N-A-S-H) 凝胶;CaO 掺量为 5% ,产物为( N,C) -A-S-H 凝胶;CaO 掺量为 20% ,产物为
( 图 1) 。 地聚物相关文章发表数量逐年增长,其中地聚物硅铝基材主要以粉煤灰、偏高岭土、高岭土、高炉矿
渣和赤泥为主,粉煤灰和偏高岭土的研究最广泛。 2018—2020 年粉煤灰地聚物的研究论文发表量已超出偏
高岭土地聚物的一倍之多。 低钙粉煤灰地聚物的相关参考文献众多,基础理论研究成果和试验数据比较丰

国内外粉煤灰制品研究现状综述

国内外粉煤灰制品研究现状综述

国内外粉煤灰制品研究现状综述粉煤灰是燃煤过程中产生的一种废弃物,由于其含有丰富的矿物质和特殊的物理和化学性质,被广泛应用于建筑材料和环境保护领域。

本文将对国内外粉煤灰制品的研究现状进行综述,旨在了解粉煤灰制品的应用前景和发展趋势。

一、国内粉煤灰制品研究现状近年来,国内在粉煤灰制品的研究与应用上取得了显著进展。

国内许多学者和研究机构对粉煤灰制品进行了深入的探索和研究。

在建筑材料领域,粉煤灰被广泛应用于水泥、混凝土、砌块、砖等制品中,以提高材料的力学性能和耐久性。

同时,在环境保护方面,粉煤灰在污水处理、废水处理和土壤修复等方面也发挥着重要作用。

1. 粉煤灰在建筑材料中的应用在水泥制品中,粉煤灰可以取代部分水泥,以改善材料的力学性能和耐久性。

研究表明,合理添加粉煤灰可以显著提高水泥制品的抗压强度、抗渗透性和耐久性。

此外,粉煤灰还可以用于制备混凝土、砌块和砖等材料,其应用效果也得到了广泛认可。

2. 粉煤灰在环境保护领域的应用粉煤灰在环境保护领域的应用主要体现在污水处理、废水处理和土壤修复方面。

粉煤灰被用作吸附剂、沉降剂和填料,可以有效去除水体中的有机物、重金属和悬浮物等污染物。

同时,粉煤灰还具有调节土壤pH值、改善土壤结构和提高土壤肥力的作用,被广泛应用于土壤修复工程中。

二、国外粉煤灰制品研究现状除了国内外,国外对粉煤灰制品的研究也取得了一定的成果。

在欧美等发达国家,粉煤灰制品已经应用于各个领域,并取得了显著的经济和环境效益。

在建筑材料领域,粉煤灰在水泥、混凝土、砌块等制品中的应用已经非常成熟,并且有相关的标准和规范进行支持。

另外,国外对粉煤灰制品的研究也在探索新的领域。

一些研究机构和企业在粉煤灰制备新材料、能源利用和环境保护等方面进行了深入研究。

例如,有学者将粉煤灰制备成高性能陶瓷材料,利用其良好的物理性能和化学稳定性开发高级建筑材料。

此外,粉煤灰也被应用于能源行业,用于制备燃烧剂、脱硝剂和吸附剂等。

《粉煤灰基地质聚合物陶粒的制备及吸附性能研究》范文

《粉煤灰基地质聚合物陶粒的制备及吸附性能研究》范文

《粉煤灰基地质聚合物陶粒的制备及吸附性能研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展,环境污染问题日益严重,其中水体污染已成为亟待解决的重大问题。

针对水体中重金属离子和有机污染物的治理,吸附技术因其高效、简单、低成本等优点受到了广泛关注。

而以粉煤灰为原料制备的基地质聚合物陶粒(简称陶粒)因具有较高的比表面积和良好的吸附性能,被广泛应用于水处理领域。

本文旨在研究粉煤灰基地质聚合物陶粒的制备工艺及其对水体中污染物的吸附性能。

二、材料与方法1. 材料本实验所使用的原材料为粉煤灰、碱性激发剂及其他添加剂。

所有试剂均购自正规厂家,无特殊要求。

2. 制备工艺(1)原料准备:对粉煤灰进行分类、筛选,去除其中的大颗粒和杂质。

(2)混合与成型:将粉煤灰与碱性激发剂及其他添加剂混合均匀,进行成型。

(3)干燥与烧结:将成型后的陶粒进行干燥处理,然后在高温下进行烧结,形成具有高强度和高比表面积的陶粒。

3. 实验方法(1)制备不同配比的陶粒样品,探究最佳制备工艺。

(2)采用重量法测定陶粒的吸附性能,以重金属离子(如Pb2+、Cu2+)和有机污染物(如苯酚)为研究对象。

(3)通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等手段对陶粒的微观结构和性能进行表征。

三、结果与讨论1. 制备工艺优化通过调整粉煤灰、碱性激发剂及其他添加剂的配比,发现当粉煤灰与碱性激发剂的质量比为7:3,添加适量的添加剂时,制备得到的陶粒具有较高的强度和比表面积。

此时,陶粒的制备工艺为最佳。

2. 吸附性能研究(1)重金属离子吸附实验结果表明,粉煤灰基地质聚合物陶粒对Pb2+、Cu2+等重金属离子具有良好的吸附性能。

在一定的pH值和温度条件下,陶粒对重金属离子的吸附量随着初始浓度的增加而增加。

通过SEM和XRD分析,发现陶粒表面存在大量的活性位点,有利于重金属离子的吸附。

此外,陶粒的吸附过程符合准二级吸附动力学模型,表明其吸附过程主要为化学吸附。

(2)有机污染物吸附粉煤灰基地质聚合物陶粒对有机污染物(如苯酚)也表现出良好的吸附性能。

浅谈粉煤灰基地质聚合物的发展进程及应用

浅谈粉煤灰基地质聚合物的发展进程及应用

浅谈粉煤灰基地质聚合物的发展进程及应用粉煤灰基地质聚合物是一种利用废弃物粉煤灰作为原料进行合成的聚合物材料。

粉煤灰是燃煤过程中产生的副产物,具有极高的资源利用价值。

而地质聚合物是指在地质环境中形成的具有聚合结构的有机-无机复合材料。

粉煤灰基地质聚合物的发展可以追溯到20世纪60年代,至今已经取得了一系列的进展与突破。

粉煤灰基地质聚合物的合成主要通过掺入有机改性剂、硬化剂等添加剂,使其在一定条件下进行化学反应,最终形成三维聚合结构。

这种合成方式不仅能够充分利用废弃物粉煤灰资源,还能使其具有一定的耐久性、力学性能和化学稳定性。

进一步研究发现,粉煤灰基地质聚合物具有多种优良的性能,例如高度可控性、较低的毒性和环境友好性、优异的热稳定性等。

可以广泛应用于建筑材料、环境修复、地质工程、水资源利用等领域。

在建筑材料方面,粉煤灰基地质聚合物可以用于制备水泥、混凝土、砖瓦等材料。

与传统的水泥材料相比,粉煤灰基地质聚合物具有更高的强度和耐久性,同时能够有效减少环境污染和能源消耗。

在环境修复方面,粉煤灰基地质聚合物可以用于处理废水、重金属污染物、土壤污染等。

研究表明,粉煤灰基地质聚合物可以有效吸附有害物质,降低环境污染。

在地质工程方面,粉煤灰基地质聚合物可以用于填充、加固地下空洞、土体固结等。

由于其具有较高的强度和耐久性,可以提高土体的稳定性,增加地质工程的安全性和可持续性。

总结来看,粉煤灰基地质聚合物的发展经历了多年的探索和实践,取得了一系列的进展。

目前粉煤灰基地质聚合物的应用仍处于起步阶段,与传统材料相比,仍存在一定的技术和经济上的难题。

今后的研究工作应该进一步深入,加强与传统材料的比较,探索更多的应用领域和可能性。

最终,将粉煤灰资源充分利用,为可持续发展做出更大的贡献。

粉煤灰基地质聚合物力学性能研究

粉煤灰基地质聚合物力学性能研究

粉煤灰基地质聚合物力学性能研究丁兆栋(甘肃能源化工职业学院,甘肃 白银 730900)摘 要:目前,我国对于粉煤灰基地质聚合物的力学特性研究还不够充分,根据我国当前的研究情况来看,不同学者的研究侧重点有着很大的不同,其中关于粉煤灰基地质聚合物力学性能的研究有所欠缺,需要进一步加强相关研究。

本文通过具体实验的方式来对粉煤灰基地质聚合物力学性能进行了深入的研究与分析,阐述了研究结果和研究结论,希望能够对我国粉煤灰相关领域的研究作出一定的贡献,起到一定的参考作用。

关键词:粉煤灰;地质聚合物;力学性能;抗压强度;研究分析粉煤灰基地质聚合物作为碱激发胶的材料之一,因为粉煤灰的活性难以激发,在常温下粉煤灰体系难以凝结等原因,需要对粉煤灰基地质聚合物力学性能进行研究。

本文通过12组胶砂试件的抗压强度和抗折强度,对粉煤灰基地质聚合物的力学性能进行了相关的试验,并分析了碱渣对粉煤灰基地质聚合物的改性机理。

一、试验方案及试验流程(一)粉煤灰原材料选择本次试验中所选择的粉煤灰原材料来自甘肃省某热电厂,粉煤灰等级为一级,其中二氧化硫指数为45.31%,三氧化二铝指数为41.19%,主要结晶相为莫来石,粉煤灰的主要成分构成是玻璃体和莫来石,其中莫来石呈针状,玻璃体表面较为光滑,经过检测粉煤灰在100%含水率的情况下pH 值为5.932。

(二)氢氧化钠材料选择本次试验中所采用的氢氧化钠为市场中出售的一般种类氢氧化钠颗粒,为甘肃省某化学试剂公司生产,氢氧化钠试剂呈白色固体颗粒状,颗粒大小较为均匀,在经过检测确认氢氧化钠材料合格后将其溶解于水中,制成氢氧化钠溶剂,作为试验原材料备用。

(三)碱渣材料选择本次试验所使用的碱渣材料样本来自甘肃省某制碱厂,经过检测所选择的碱渣材料在100%含水率下的pH 值为8.332,其中的化学成分主要有CaCO 3 (64/wt%)、Ca (OH )2 (10/wt%)、CaCl 2 (6/wt%)、NaCl ( 4/wt%)、CaSO 4 (2/wt%)、SiO 2(4/wt%)、Al 2O 3 (2/wt%)、Acid insolubles (8/wt%)。

粉煤灰基地聚合物的制备及性能研究

粉煤灰基地聚合物的制备及性能研究
图2 球磨后 粉煤灰 的激光 粒度分布 图 表 1 水玻璃 (工业硅酸 钠)技术 参数
粒度为 40.231 gm,比表面积为 0.5Ⅱ1 ,粒度分布见图 2。水玻璃 由北京红星广厦泡花碱厂 生产,模数(SiO ̄ 与 Na2O摩尔 比)为 2.4,具体技术参数见表 1;氢氧化 钠 由天津 市凯兴化学工 业有限公司生产 ,分析纯 。
图1 球磨后粉 煤灰 的SEM 图
粒 径/pm
reducing trend;X—ray Difraction(XRD)of f ly ash geopolymer compared with the original grey,at 29.508。amorphous non—reflecting wide peak,and
mullite,quartz to reduce the diffraction peak ,explain geological polymerization has occurred,“sem i—crystalline materials”was synthesized. Key words geopolym er;sodium silicate;fly ash;compressive strength
CaO ,6.23;TiO2,1.55;M gO ,1.27;Na ̄O,0.56;BAO,0.27;
SrO,0.23;P205,0.15;MnO,0.11,主 要 成 分 为 SiO2和 Al 0 。粉煤灰 SEM 照片见图 1,由于表面张力的作用, 粉煤灰基本呈球状分布且表面光滑 ,容易发生团聚。 原灰球磨 1 h后通过激光粒度分析得到粉煤灰的平均
随着我国经济的快速发展,燃煤 电厂粉煤灰排放 量逐年增加 ,开展粉煤灰高值化研究具有重要现实意 义 。地 质聚 合物 材 料 是最 近 发展 起来 的新 材料 [1-2], 可由天然矿物高岭土或固体废弃物如粉煤灰制备 ,它 具有有机高分子、陶瓷、水泥的优良性能 ,又具有原材 料丰富、工艺简单、价格低廉、节约能源等优点,应 用 开发前景广泛。本实验以电厂废渣 Ⅱ级低钙粉煤灰 为原料制备粉煤灰基地质聚合物 ,研究了主要影响因 素 / Al、水玻璃模数、养护温度对其性能的影响。 l 实验部分 1.1 原料、试剂及仪器设备 粉煤灰为青海华 电大通 发 电有 限公司 发 电废渣 Ⅱ级低 钙粉煤 灰 ,粉煤灰 的化 学 组 成 (W/%)为 :SiO2,52.23;Al2o],27.55;Fe ̄O3,9.65;

偏高岭土-粉煤灰基地质聚合物的制备与性能研究

偏高岭土-粉煤灰基地质聚合物的制备与性能研究
地聚合物材料具有类似有机高聚物的链接结构,其基本结构单元为无机的Si-O四面体和Al-O四面体,其终产物以离子键及共价键连结为主,范德瓦尔斯键以及氢键连结为辅。Davidovits J以硅铝比为依据对地聚合物进行了系统的划分如下图,将地聚合物的长链结构分为3种类型:硅铝长链,即PS(Si/Al=l),双硅铝长链,即PSS(Si /Al=2)和三硅铝长链,即PSDS(Si/Al=3),如图l.l所示。
关键词:地质聚合物;偏高岭土;粉煤灰;工作性能;凝结时间
Abstract
Geopolymer is a new gelledmaterial which attracted lots of attentions, both at home and abroad in recent years, for its excellent properties.In this thesis,geopolymer has been synthesizedfrom raw materials what are metakaoliniteand fly ashunder activation of NaOH solution andsodium silicate solution.We discuss that how fineness of the metakaolinete, content of fly ash and modulus of sodium silicate affect themechanical propertiesof Flyash-Metakaolinite based geopolymer by using orthogonal experimental design.Meanwhile,theworking performance and setting time of geoploymer are studied.Research shows: (1)Flyash-Metakaolinite based geopolymer has been synthesized at room temperature from metakaolinite under activation of NaOH solution and sodium silicate solution.We get metakaolinite with high activity from kaolinite which has been calcined at 850℃,and holds 2 hours.(2)Metakaolinite-based geoploymer has good performance in the development of the early strength.The reaction process is regulated by mixing the flyash and hence the workability is improved.The content of flyash in the total raw materials increased,the flowability of the slurry of Flyash-Metakaolinite based geopolymer is getiing better.(3)We know thatfineness of the metakaolinete, content of fly ash and modulusof sodium silicateare threinfluencing factors. The best formulaisthe finenest metakaolinite,flyash accounted for 25% of the total raw materials and modulus of modified water glass was 1.3.(4)When the raw materials with the same content of flyash getted activated by sodium silicate with different modulus,the setting time getting longer along with the increase of the modulusof thesodium silicate.

浅谈粉煤灰基地质聚合物的发展进程及应用

浅谈粉煤灰基地质聚合物的发展进程及应用

浅谈粉煤灰基地质聚合物的发展进程及应用粉煤灰基地质聚合物是一种以粉煤灰为主要原料,通过化学反应制得的一种新型材料。

粉煤灰是煤燃烧产生的固体残渣,含有大量无机成分,包括二氧化硅、氧化铝、氧化铁等。

利用粉煤灰制备聚合物材料可以有效地利用这些废弃物资源,实现资源的再利用和回收利用,具有重要的经济和环境意义。

粉煤灰基地质聚合物的发展历程可以追溯到二十世纪六十年代初期,当时研究人员发现了粉煤灰具有良好的反应性,并应用于水泥制造等领域。

随着科学技术的不断发展和进步,人们对粉煤灰进行了深入的研究,发现了其更多的特性和潜在的应用价值。

在发展过程中,粉煤灰基地质聚合物经历了几个重要的阶段。

首先是材料的原料开发阶段。

在这一阶段,研究人员对粉煤灰进行了深入的分析和研究,确定了其主要成分和特性,同时通过创新的制备方法和工艺,选择了适宜的化学反应条件,成功地制备出了粉煤灰基地质聚合物。

接下来是材料的结构和性能研究阶段。

在这一阶段,研究人员重点研究了粉煤灰基地质聚合物的结构和性能,并通过各种测试方法对其进行了表征。

研究结果表明,粉煤灰基地质聚合物具有良好的力学性能、耐久性能和化学稳定性等优点。

最后是材料的应用开发阶段。

在这一阶段,研究人员将粉煤灰基地质聚合物应用到了多个领域。

在建筑材料领域,粉煤灰基地质聚合物可以用作水泥的替代材料,用于制备砂浆、混凝土、砖块等,具有降低成本、提高材料性能的优势。

在环境保护领域,粉煤灰基地质聚合物可以用于处理废水和废气等,具有净化环境、提高资源利用率的作用。

在能源领域,粉煤灰基地质聚合物还可以用于制备电池、储能设备等。

粉煤灰基地质聚合物的发展进程经历了原料开发、结构和性能研究以及应用开发几个关键的阶段。

在未来,随着科学技术的不断进步和创新,相信粉煤灰基地质聚合物的应用领域还会不断拓展。

为了更好地发挥其优点和潜力,研究人员还需要进一步改进制备方法和工艺,提高材料的性能和应用效果。

粉煤灰基地质聚合物力学性能影响因素的研究进展

粉煤灰基地质聚合物力学性能影响因素的研究进展
Ab s t r a c t : I n t h i s p a p e r , t h e g e o p o l y me r i c t e c h n i q u e w a s b r i e l f y i n t r o d u c e d . A r e v i e w o f t h e r e c e n t r e s e a r c h e s a b o u t t h e f a c t o r s a f f e c t i n g t h e me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f l f y a s h - b a s e d g e o p o l y me r s w a s g i v e n ma i n l y i n f o u r a s p e c t s , r o w s o u r c e s ;a c t i v a t o r s ;s u p e r p l st a i c i z e r s a n d c u r i n g c o n d i t i o n .T h e p h y s i c a l a n d c h e mi c a l p r o p e r t i e s h a v e d o mi n a t i n g i n l f u e n c e s o n t h e me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f l f y a s h — b a s e d g e o p o l y me r s ;t h e c o n c e n t r a t i o n o f a l k a l i n e a n d s i l i c o n h a v e e f f e c t s o n t h e me c h a n i c l a p r o p e ti r e s a s we l l a s t h e a l k a l i n e t y p e ;p r o p e r s u p e r p l a s t i c i z e r s c a n i mp r o v e t h e me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f f l y a s h g e o p o l y me r s ;t h e r e l a t i v e l y h i g h c u r i n g t e mp e r a t u r e h a s p o s i t i v e i n f l u e n c e s o n t h e d e v e l o p me n t o f me c h a n i c a l p r o p e t r i e s o f l f y a s h — b a s e d g e o p o l y me r s . I n a l l t h e s e f a c t o r s , t h e r o w s o u r c e i s t h e mo s t d i f f i c u l t t o b e c o n t r o l l e d . F i n a l l y, s u g g e s t i o n s a b o u t r e s e a r c h t h e e f f e c t s o f r o w s o u r c e s o n t h e me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f g e o p o l y me r we r e

粉煤灰地质聚合物的制备及研究现状综述

粉煤灰地质聚合物的制备及研究现状综述
C e me n t p r o d u c t i o n 水泥生产 1 3. . |
粉煤灰地质聚合物的制备及研究现状综述
韦旭朋 孙健婕 赵双权 张圆圆 ( 宁夏大 学土木与水利 工程 学院 宁夏 银川 7 5 0 0 2 1 )
中图 分 类 号 :T O 1 7 2 文 献标 识码 :B 文章编号 1 0 0 7 — 6 3 4 4( 2 0 i 7 )0 1 — 0 0 1 3 - 0 1
煤灰 、硅 灰、沸石等都可作 为合 成地质聚合物 的原材料 。其制备工艺简易 ,原料 易得 , 可充分 利用工业 废渣,基本无 c O : 排放 , 仅将适量 的原料和少量碱性激发剂 溶液混合 ,在常温条件 下养护 ,就 可制备不 同强度 等级的地 质聚合物材料 。
( 2 )水玻璃 和氢氧化钠 作为碱激 发剂,在标 准养护条件 下制备出 2 8 d 抗 压强度达 5 6 . 4 MP a以上的地质聚
关键 词 :粉 煤灰 地 聚 物 ;分 类 ;制备 原 理 ;研 究 现 状 ;
1引言
“ G e o p o l y m e r ' ?一词是法 国化学家 J . D a v i d o v i t s 教 授 于上世 纪 7 J 0 年代提出的 。 近年来 ,国际上对 地质聚合物( G e o p o l y m e r ) 的研 究非常活跃 。偏高岭土 、钢渣 、粉
合物混凝 土 ,强度特性 稳定。 ( 3 ) P . V . K r i v e n k o 和G . Y u . K o v a l c h u k ” 指出与粉煤灰相 比较 , 利用高岭土或偏 高岭土 生产地聚水泥最大 的缺点就是 高能耗 ;而利用粉煤灰生产地 聚水 泥需水量 较少 ,具有较 高的抗热性 能等多方 面优越性 。 综合 以上各位学者对地质聚合物混凝 土的研 究发现 ,在制备地质聚合 物混凝 土 的过程 中其原料之一都含有粉煤灰 ,有的还加入 了矿渣或偏高 岭土 ,但 最终制 备的地聚物混凝土其抗压 强度 、抗折强度都较高 , 且 抗热性能优异 。分析其原因 ,

粉煤灰基地聚合物材料的研究进展

粉煤灰基地聚合物材料的研究进展

粉煤灰基地聚合物材料的研究进展论文
近年来,随着物质和能源的需求逐渐增加,合成材料在人类建筑中的应用也日益增多。

其中,粉煤灰基地聚合物材料是把粉煤灰作为基料,加上水泥、硅酸盐等材料,制成的一种新型聚合物材料。

这种新型的聚合物材料在建筑材料领域有着重要的意义。

粉煤灰基地聚合物材料的研究已取得了一定的进展,从以往的研究中可以看出,它具有较强的耐久性、耐酸碱性、耐高温性、低成本等优点,可以拓宽建筑材料使用的范围。

首先,粉煤灰基地聚合物材料的隔热性能良好,可以有效减少能源消耗。

此外,这种材料的流变性良好,可以提高加工速度,大大提高工作效率。

此外,粉煤灰基地聚合物材料具有较强的耐久性,可以避免对环境的不良影响。

虽然粉煤灰基地聚合物材料具有上述优点,但其也存在一些不足之处。

例如,它的强度低、抗碱性弱,在高温高压条件下不能很好地保持稳定性,并且其制备过程也较复杂,具有一定的成本问题。

为了克服这些问题,针对粉煤灰基地聚合物材料的研究还在进行中,结合最新的科技进步和发展趋势,修改加工参数、优化成型工艺,以及开发新型增强剂,都有可能提高它的耐久性和强度。

综上所述,粉煤灰基地聚合物材料在建筑材料领域已经取得了
一定的进展,具有良好的隔热性能、流变性和耐久性,但其仍存在一些不足,仍有待进一步完善。

未来,将继续发挥科技进步在此领域的作用,改进其强度、耐久性和抗碱性,并将粉煤灰基地聚合物材料应用到更多的建筑中去。

浅谈粉煤灰基地质聚合物的发展进程及应用

浅谈粉煤灰基地质聚合物的发展进程及应用

浅谈粉煤灰基地质聚合物的发展进程及应用粉煤灰基地质聚合物是一种新型的地质材料,它是以粉煤灰为主要原料,通过科学的配方和工艺加工而成的一种具有优异性能的新型地质材料。

粉煤灰基地质聚合物在建筑工程中具有广泛的应用,它可以用于土方填充、路基坡护、防渗堤坝、环保绿化等领域,其应用范围广泛,效果显著。

本文将从粉煤灰基地质聚合物的发展进程和应用进行一番探讨。

1. 初期阶段粉煤灰基地质聚合物的研究起源于20世纪80年代,当时国内外学者开始对粉煤灰进行深入的研究和开发,发现了粉煤灰可用于土壤改良、混凝土加强等方面。

在此基础上,人们开始关注粉煤灰在地质材料领域的应用潜力,并进行了一系列的实验研究和工程应用。

2. 技术突破经过多年的研究和实践,国内外科研人员逐渐掌握了粉煤灰基地质聚合物的加工工艺和性能调控技术,取得了一系列重要的技术突破。

他们不断改进工艺流程,完善产品性能,使得粉煤灰基地质聚合物在抗压强度、抗渗性能、耐久性等方面取得了显著的进展。

他们还对粉煤灰基地质聚合物的性能与结构进行了深入研究,为其应用提供了理论依据和技术支持。

3. 应用推广随着技术的不断完善和成熟,粉煤灰基地质聚合物的应用范围也逐渐扩大。

目前,粉煤灰基地质聚合物已广泛应用于地铁隧道、路基坡护、防渗堤坝、生态园林等工程领域,并取得了良好的经济和社会效益。

粉煤灰基地质聚合物已成为地质材料领域的一种重要产品,为我国的工程建设和环境保护做出了积极贡献。

二、粉煤灰基地质聚合物的应用1. 土方填充2. 路基坡护在公路交通工程中,路基坡护是一项重要的工程任务,而粉煤灰基地质聚合物正是一种优质的坡护材料。

其稳定性好、抗渗能力强、使用寿命长等特点,使得其在路基坡护工程中大显身手,为保障道路的安全和稳定发挥了重要作用。

3. 防渗堤坝粉煤灰基地质聚合物是一种理想的防渗堤坝材料,它具有自身致密、抗渗性能优良的特点,能够有效地阻止地下水的渗透,确保堤坝的安全运行。

在水利工程中,使用粉煤灰基地质聚合物加固堤坝可以大大提高堤坝的整体性能和使用寿命。

浅谈粉煤灰基地质聚合物的发展进程及应用

浅谈粉煤灰基地质聚合物的发展进程及应用

浅谈粉煤灰基地质聚合物的发展进程及应用早在20世纪80年代初期,就有学者开始研究利用粉煤灰制备出基质材料。

90年代初期,比利时学者首次研制出了粉煤灰基聚合物,从此开启了粉煤灰基地质聚合物的研究新时代。

此后,经过二十多年的不断研究开发,粉煤灰基聚合物得到了长足的发展。

粉煤灰基地质聚合物是指以粉煤灰为主要原料,加入适量的水泥、砂子、骨料等配合材料,再经过混合、加热、压制等工艺制成的一种新型建筑材料。

1. 环保:粉煤灰基地质聚合物是以粉煤灰等工业废弃物为主要原料,具有循环利用、资源节约、环境友好的特点。

2. 耐久:粉煤灰基地质聚合物的抗压强度高,抗冻性好,长期使用不会出现龟裂、变形等问题。

3. 轻质:相比传统的混凝土材料,粉煤灰基地质聚合物具有轻质、高强度的特点,适用于建筑物的轻型化设计。

4. 绝热:粉煤灰基地质聚合物的导热系数低,具有优异的保温性能,适用于冬季保温、夏季防热的建筑设计。

5. 防火:粉煤灰基地质聚合物是不燃物质料,具有良好的阻燃效果,可以有效地保障建筑的安全性。

1. 建筑外墙保温:将粉煤灰基地质聚合物薄板粘贴于建筑外墙表面,既能达到美观效果,又能有效降低建筑物的能耗。

2. 轻型隔墙:用粉煤灰基地质聚合物板材进行隔墙施工,可大幅减轻墙体质量,提高建筑安全性。

3. 地坪材料:粉煤灰基地质聚合物地坪具有优秀的强度和耐磨性,适用于公共场所、大型商业建筑等地面铺装。

4. 桥梁建设:粉煤灰基地质聚合物可作为桥梁的隔音、保温、防腐材料以及桥墩、墩台等部位的修补、加固材料。

5. 绿化景观:利用粉煤灰基地质聚合物制造的树池、花坛、草坪等具有环保、美观、经济等特点,广泛用于公园、广场、居民小区等场所的绿化景观。

总的来说,粉煤灰基地质聚合物以其独特的性能和广泛的应用领域为人们所熟知,未来将有更广泛的市场前景。

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粉煤灰基地聚合物研究进展综述
摘要:粉煤灰主要是煤粉燃烧后,从烟道气体中收集的飞灰(Fly ash)。

我国火
力发电厂多使用煤炭,每年产生大量粉煤灰。

本文简要阐述粉煤灰的性能,从三
个方面对比了绍兴二级、三级粉煤灰,并综述粉煤灰的工程应用现状。

关键词:粉煤灰;地质聚合物;软土加固剂;固化重金属
1 引言
粉煤灰是煤粉经预热空气喷送炉膛高温燃烧后从烟道中收集的飞灰。

粉煤灰
经碱激发形成的地质聚合物具有高强、环保、耐酸碱等优良性能。

地聚物的原理
可追溯到上世纪40年代,美国科学家Purdon首次提出了碱激发铝硅酸盐黏结剂
的硬化机理,法国科学家Joseph Davidovits(1994)使用碱激发偏高岭土来制备
地聚物(geopolymer),首先提出了地聚物的概念并且沿用至今。

新世纪以来国
内外越来越多的研究者开始研究钢渣、煤矸石等工业废料作为被激发的固态粉料,这其中较为成熟的就是粉煤灰。

2 粉煤灰基地聚合物研究进展
2.1固化、吸附重金属
地聚合物具有较高的阳离子交换能力,且凝胶内的化学结构本身带负电荷容
易吸附正电金属阳离子,对Cd、Ni、Pb(II)、Cu(II)、磷酸盐、氮氧化物、硼、氟
化物、137Cs和90Sr的放射性核素均有净化效果。

有文献认为致密的地聚物有助
于防止重金属浸出,也有文献使用双氧水制造孔隙粉煤灰地聚物(含铁矿石尾矿)孔洞得出孔隙的增多有助于对提高对重金属(cu2+)的吸附。

不少研究通过改变
地质聚合物的形状成粉末、球形、珠状和海绵合成纤维来增大接触面积提高吸附
或者固化重金属的效率。

这可能和重金属是被固化还是吸附、是处理污染土还是
污染水以及固化的方式有关,地聚物对某些金属离子(Cr3+、Cd2+和Pb2+)的固化既存在被网状结构吸附包裹的物理固化也存在与碱液反应生成沉淀或者被带负
电的地聚物凝胶吸引形成化学固化。

但针对Pb金属粉末用粉煤灰基地聚合物固
化时发现Pb金属粉末主要被物理固化,并不与地聚物凝胶发生反应。

Nikolic等使用机械活化过的粉煤灰(低钙)和未经过机械活化的粉煤灰碱激
发制作地聚物进行比较,掺入砂子与硝酸铅,以可溶性盐的形式判断粉煤灰基地
聚物对Pb的固化效果并研究其强度。

结果显示经机械活化的粉煤灰随着Pb的加
入增多固化效果更为显著,这是因为机械活化过程打碎了粉煤灰颗粒使得反应表
面积更大,参与反应的颗粒更小导致粉煤灰间的缝隙更小,生成的地聚物更为致
密固化效率更高。

此外机械活化粉煤灰的1day脱模强度远大于未活化的粉煤灰
样品到达其30倍,28d的强度也有所提高。

这是因为室温条件下未活发粉煤灰地聚反应较慢而活化粉煤灰拥有更大的接触反应面积所以反应更快、强度更高。

2.2耐高温耐酸
将粉煤灰-偏高岭土制作的地聚物与普通硅酸盐水泥(OPC)放在高温与酸溶
液(盐酸、硫酸各2%)中28d后比较抗压强度,结果表明随着温度升高OPC抗
压强度逐渐下降在400℃-500℃的区间下抗压强度从40MPa骤降至10MPa,而地
聚物的强度在400℃之前逐渐上升,升温至1000℃仍然保有40MPa。

OPC高温发
生剥落产生裂纹强度下降,而400℃的温度反而使得粉煤灰与偏高岭土反应更为
充分,结构更致密。

同样在酸浸条件下,OPC表面发生4mm左右深的腐蚀,OPC 与地聚物均发生强度下降,但在56d后粉煤灰只下降约10%而OPC强度下降了接
近60%,粉煤灰试样的耐酸能力远大于OPC试样[19]。

将24h脱模、80℃养护2d
的试样置于5%浓度的HCl溶液中发现7d、14d、28d抗压强度不减反增
(5%~30%),侯云芬认为HCl可能促进地聚物的解聚作用提高反应度,这也可能与激发剂碱过量(含固量34%)有关;此外试样750℃高温煅烧2h后强度只下降
了10%左右表明地聚物具备良好的耐热性。

2.3多原料掺和
制革污泥呈强碱性(Ca元素含量60%)含少量重金属,徐建中等[21]使用
10~20%的污泥掺入40%~60%的粉煤灰制作地聚物在28d的抗压强度可以超过
10MPa,同时固化了Cr、Zn、Pb随着固化时间的增加,固化效果越明显。

郭晓潞
等将污泥活化(900摄氏度焙烧)取10%和粉煤灰(高钙)掺和后得到的地聚物
28d最高能达到60MPa的抗压强度。

有文献[23]使用一级高钙粉煤灰和绍兴印染
污泥制备路面砖,强度可以最高接近40MPa,一定量的污泥掺入有助于改性粉煤
灰提高地聚物的强度,这是因为污泥中CaO、Fe2O3以及S元素的存在都有助于
胶凝物的聚合反应。

矿渣因较高的氧化钙含量(40%)直接碱激发强度可以达到120MPa,吴博
等对120MPa的试样进行加速风化7h后强度直降至原来的1/2,掺入粉煤灰可以
有效改善强风化引起的强度降低,通过改变激发剂与粉煤灰、矿渣产量能够保持
强度使强风化7d后仍然能保持90MPa的强度。

且矿渣粉煤灰的早期强度依然维
持在高的水准3h可以达到40MPa,具备作为早强胶凝材料的潜力。

在用粉煤灰-
矿渣地聚物加固沙土路基的灌浆试样制作中,同样,矿渣的加入会使得抗压强度
大幅增加(至38MPa)。

但对于无特殊要求且强度等级不高的工程,大规模掺加矿渣经济性不高。

电石渣中含有较多的Ca2+,以粉煤灰为基础(51%)掺入电石渣、金尾矿等加固沙土7d的强度能够达到接近5MPa。

3 结论
粉煤灰基地聚物研究具备强度高、耐高温、耐酸碱等优良性能,但由于碱激
发剂的用量造成成本问题限制了地聚物的大规模使用,充分利用工业废渣中的化
学成分及物理性能有望解决这个问题,机械活化能够提高粉煤灰的地聚反应使得
试样在前期就取得可观的强度,缩短粉煤灰基地聚物较长的反应期。

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