熱活化煤矸石-礦渣-粉煤灰地質(zhì)聚合物性能研究.pdf

1、以煤矸石、礦渣和粉煤灰為主要原料，利用其富含的黏土質(zhì)礦物成分，在堿硅酸的作用下，制備性能類似“Geopolymer”的地質(zhì)聚合物，稱之為煤矸石-礦渣-粉煤灰地質(zhì)聚合物。由于地質(zhì)聚合物可以以工礦業(yè)固體廢棄物為主要原料，且不僅具有優(yōu)良的結(jié)構(gòu)特性和耐久性，還具有良好的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，因此備受關(guān)注，成為研究熱點(diǎn)。本文是國(guó)家自然科學(xué)基金煤炭聯(lián)合項(xiàng)目《煤矸石在水泥和混凝土資源化利用中關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題研究》(U1261122)的子項(xiàng)目，所有研究成果都是在

2、該基金的資助下完成并取得的。
　　本文首先研究煤矸石的熱活化，選擇熱活化溫度、保溫時(shí)間和冷卻方式三個(gè)因素，按正交表L16(45)進(jìn)行膠砂強(qiáng)度的正交試驗(yàn)，揭示熱活化工藝對(duì)煤矸石活性影響規(guī)律，以此確定煤矸石反應(yīng)活性最佳的工藝制度;接下來(lái)，按均勻設(shè)計(jì)中的擬水平法設(shè)計(jì)試驗(yàn)，以煤矸石摻量、礦渣摻量、水玻璃模數(shù)、鉀鈉比和配體溶液濃度為變量，以煤矸石·礦渣-粉煤灰地質(zhì)聚合物膠砂強(qiáng)度為目標(biāo)函數(shù)，利用MATLAB軟件處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立之間的定量數(shù)學(xué)

3、關(guān)系式，給出最優(yōu)配合比;最后按最優(yōu)配合比制備地質(zhì)聚合物，并進(jìn)行細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、膠砂強(qiáng)度及體積安定性等膠凝材料主要技術(shù)性質(zhì)的檢測(cè)。取得以下研究成果:
　　(1)阜新清河門(mén)礦煤矸石最佳熱活化工藝制度為:熱活化溫度650℃、保溫時(shí)間2h、風(fēng)冷冷卻。各種因素影響程度大小順序?yàn)?熱活化溫度＞冷卻方式＞保溫時(shí)間＞熱活化溫度與保溫時(shí)間的交互作用。
　　(2)通過(guò)均勻試驗(yàn)，得出了煤矸石·礦渣-粉煤灰地質(zhì)聚合物3d和28d的抗折、抗壓強(qiáng)度一系