本文主要研究内容
作者任国宏（2019）在《粉煤灰/电石渣碳酸化及其产物特性研究》一文中研究指出：在节能减排和固废资源综合利用背景下,如何实现工业固废建材化利用过程中矿化固定工业烟气中CO2已成为新的研究课题,工业固废建材化利用往往基于CaO与SiO2和Al2O3之间的火山灰反应生成硅铝酸钙水化胶凝物质,而且往往CaO在火山灰反应体系中过量,过量的CaO在胶凝材料中以Ca（OH）2形式存在,易于在后期与空气中CO2反应,导致胶凝材料结构破坏,影响其耐久性。若在胶凝材料制备过程中将CO2引入胶凝体系,则可以同时实现胶凝材料强度增加和耐久性延长并矿化固定CO2,实现碳减排,具有较强的理论意义和工业应用前景。但是,利用电石渣为钙源（提供CaO组份）,利用粉煤灰为硅源铝源（提供SiO2和Al2O3组份）,这两类原料复合配方并与CO2发生矿化反应制备胶凝材料,这方面的理论研究和实际应用研究较少,有必要开展系统研究。基于此,本论文开展研究的主要研究内容和研究结果如下:（1）采用pH在线测试方法分别对粉煤灰、电石渣以及两者配合物的碳酸化过程的pH值进行在线测试,并对原料和产物进行XRD、TGA和SEM表征。结果表明:相同条件下,粉煤灰碳酸化浆液pH值降到7.0的平均速度约为电石渣的51倍;与等量电石渣单独碳酸化相比,粉煤灰与电石渣按照4:1复配料碳酸化pH值降低到7.0的速度较纯电石渣提高了近5.6倍,较粉煤灰、电石渣复配计算计算反应时间缩短且在相同电石渣配量的条件下时间缩短24.6%,粉煤灰-电石渣复配料比碳酸钙-电石渣复配料的碳酸化反应完成时间缩短了31.6%,说明电石渣与粉煤灰复配后进行碳酸化反应具有明显协同促进作用。TGA分析表明,纯粉煤灰和纯电石渣的固碳率分别约为2%和61.3%,粉煤灰与电石渣复配料的固碳率较等量单一电石渣和粉煤灰的固碳率之和的计算值提高了19.6%。SEM分析表明,粉煤灰与电石渣复配料碳酸化产物碳酸钙颗粒在粉煤灰表面呈现异位分散附着形态,而单一电石渣碳酸化产物碳酸钙则在电石渣颗粒表面呈现原位聚集附着形态。这可能就是复配料固碳率提高的主要原因。（2）考察电石渣配比、养护温度以及矿化反应时间对胶凝试块抗压强度的影响规律。结果表明,当电石渣配比为30%,固化温度为60℃时,可获得强度较优的胶凝试块。矿化反应时间对试块3 d强度和28 d强度的影响呈现先增加后降低趋势,且矿化反应有利于提高胶凝试块的后期强度。在电石渣配比为20%,矿化时间为30min时,对应3 d强度和28 d强度较不矿化反应时分别增加了62.2%和89.1%。研究发现,在电石渣配比为20%-50%之间,获得试块最佳强度的矿化反应时间随电石渣配比增加出现“先增加、后减小”的趋势,当电石渣配比达40%和矿化时间达50 min时,对应试块的3 d强度最高,较不矿化反应时的强度提高了82.1%。胶凝试块的XRD分析结果表明,浆体碳化反应30 min后,胶凝试块中的氢氧化钙衍射峰完全消失,伴随有明显CaCO3衍射峰出现;TGA测试结果表明,矿化后所得胶凝试块出现明显的CaCO3分解失重峰。当电石渣比例为20%、30%、40%时,具有最佳3 d强度的试块中Ca（OH）2的保留率分别为:75.6%、68.4%和64.8%,碳化度分别为7.9%、5.7%和10.2%,对应每吨胶凝试块可矿化固定CO2的量分别为7 kg、13 kg和31 kg。（3）分别考察CO2反应时间对未浸、水浸和电石渣饱和液浸泡后发泡混凝土试块抗压强度的影响,XRD、TGA、SEM等分析测试手段用于表征试块样品的矿物组成、热失重特性和微观形貌特性。结果表明,发泡混凝土试块的抗压强度随碳酸化反应时间延长出现“先增加后降低”的变化趋势;碳酸化反应4 h试块强度达最高为6.5 MPa,较未碳酸化反应试块强度上升80.6%。SEM分析结果显示,发泡混凝土试块孔壁结构随碳酸化反应时间延长发生较明显变化,整体上呈现“先片状致密后粒化疏松”的转化历程,这可能是导致试块抗压强度随碳酸化时间延长出现“先增加后降低”现象的内在原因。TGA曲线结果表明,试块达最高抗压强度时,每吨发泡混凝土可固定CO2为37 kg,在不降低试块强度前提下,每吨发泡混凝土可固定CO2为61 kg。
Abstract
zai jie neng jian pai he gu fei zi yuan zeng ge li yong bei jing xia ,ru he shi xian gong ye gu fei jian cai hua li yong guo cheng zhong kuang hua gu ding gong ye yan qi zhong CO2yi cheng wei xin de yan jiu ke ti ,gong ye gu fei jian cai hua li yong wang wang ji yu CaOyu SiO2he Al2O3zhi jian de huo shan hui fan ying sheng cheng gui lv suan gai shui hua jiao ning wu zhi ,er ju wang wang CaOzai huo shan hui fan ying ti ji zhong guo liang ,guo liang de CaOzai jiao ning cai liao zhong yi Ca（OH）2xing shi cun zai ,yi yu zai hou ji yu kong qi zhong CO2fan ying ,dao zhi jiao ning cai liao jie gou po huai ,ying xiang ji nai jiu xing 。re zai jiao ning cai liao zhi bei guo cheng zhong jiang CO2yin ru jiao ning ti ji ,ze ke yi tong shi shi xian jiao ning cai liao jiang du zeng jia he nai jiu xing yan chang bing kuang hua gu ding CO2,shi xian tan jian pai ,ju you jiao jiang de li lun yi yi he gong ye ying yong qian jing 。dan shi ,li yong dian dan zha wei gai yuan （di gong CaOzu fen ）,li yong fen mei hui wei gui yuan lv yuan （di gong SiO2he Al2O3zu fen ）,zhe liang lei yuan liao fu ge pei fang bing yu CO2fa sheng kuang hua fan ying zhi bei jiao ning cai liao ,zhe fang mian de li lun yan jiu he shi ji ying yong yan jiu jiao shao ,you bi yao kai zhan ji tong yan jiu 。ji yu ci ,ben lun wen kai zhan yan jiu de zhu yao yan jiu nei rong he yan jiu jie guo ru xia :（1）cai yong pHzai xian ce shi fang fa fen bie dui fen mei hui 、dian dan zha yi ji liang zhe pei ge wu de tan suan hua guo cheng de pHzhi jin hang zai xian ce shi ,bing dui yuan liao he chan wu jin hang XRD、TGAhe SEMbiao zheng 。jie guo biao ming :xiang tong tiao jian xia ,fen mei hui tan suan hua jiang ye pHzhi jiang dao 7.0de ping jun su du yao wei dian dan zha de 51bei ;yu deng liang dian dan zha chan du tan suan hua xiang bi ,fen mei hui yu dian dan zha an zhao 4:1fu pei liao tan suan hua pHzhi jiang di dao 7.0de su du jiao chun dian dan zha di gao le jin 5.6bei ,jiao fen mei hui 、dian dan zha fu pei ji suan ji suan fan ying shi jian su duan ju zai xiang tong dian dan zha pei liang de tiao jian xia shi jian su duan 24.6%,fen mei hui -dian dan zha fu pei liao bi tan suan gai -dian dan zha fu pei liao de tan suan hua fan ying wan cheng shi jian su duan le 31.6%,shui ming dian dan zha yu fen mei hui fu pei hou jin hang tan suan hua fan ying ju you ming xian xie tong cu jin zuo yong 。TGAfen xi biao ming ,chun fen mei hui he chun dian dan zha de gu tan lv fen bie yao wei 2%he 61.3%,fen mei hui yu dian dan zha fu pei liao de gu tan lv jiao deng liang chan yi dian dan zha he fen mei hui de gu tan lv zhi he de ji suan zhi di gao le 19.6%。SEMfen xi biao ming ,fen mei hui yu dian dan zha fu pei liao tan suan hua chan wu tan suan gai ke li zai fen mei hui biao mian cheng xian yi wei fen san fu zhao xing tai ,er chan yi dian dan zha tan suan hua chan wu tan suan gai ze zai dian dan zha ke li biao mian cheng xian yuan wei ju ji fu zhao xing tai 。zhe ke neng jiu shi fu pei liao gu tan lv di gao de zhu yao yuan yin 。（2）kao cha dian dan zha pei bi 、yang hu wen du yi ji kuang hua fan ying shi jian dui jiao ning shi kuai kang ya jiang du de ying xiang gui lv 。jie guo biao ming ,dang dian dan zha pei bi wei 30%,gu hua wen du wei 60℃shi ,ke huo de jiang du jiao you de jiao ning shi kuai 。kuang hua fan ying shi jian dui shi kuai 3 djiang du he 28 djiang du de ying xiang cheng xian xian zeng jia hou jiang di qu shi ,ju kuang hua fan ying you li yu di gao jiao ning shi kuai de hou ji jiang du 。zai dian dan zha pei bi wei 20%,kuang hua shi jian wei 30minshi ,dui ying 3 djiang du he 28 djiang du jiao bu kuang hua fan ying shi fen bie zeng jia le 62.2%he 89.1%。yan jiu fa xian ,zai dian dan zha pei bi wei 20%-50%zhi jian ,huo de shi kuai zui jia jiang du de kuang hua fan ying shi jian sui dian dan zha pei bi zeng jia chu xian “xian zeng jia 、hou jian xiao ”de qu shi ,dang dian dan zha pei bi da 40%he kuang hua shi jian da 50 minshi ,dui ying shi kuai de 3 djiang du zui gao ,jiao bu kuang hua fan ying shi de jiang du di gao le 82.1%。jiao ning shi kuai de XRDfen xi jie guo biao ming ,jiang ti tan hua fan ying 30 minhou ,jiao ning shi kuai zhong de qing yang hua gai yan she feng wan quan xiao shi ,ban sui you ming xian CaCO3yan she feng chu xian ;TGAce shi jie guo biao ming ,kuang hua hou suo de jiao ning shi kuai chu xian ming xian de CaCO3fen jie shi chong feng 。dang dian dan zha bi li wei 20%、30%、40%shi ,ju you zui jia 3 djiang du de shi kuai zhong Ca（OH）2de bao liu lv fen bie wei :75.6%、68.4%he 64.8%,tan hua du fen bie wei 7.9%、5.7%he 10.2%,dui ying mei dun jiao ning shi kuai ke kuang hua gu ding CO2de liang fen bie wei 7 kg、13 kghe 31 kg。（3）fen bie kao cha CO2fan ying shi jian dui wei jin 、shui jin he dian dan zha bao he ye jin pao hou fa pao hun ning tu shi kuai kang ya jiang du de ying xiang ,XRD、TGA、SEMdeng fen xi ce shi shou duan yong yu biao zheng shi kuai yang pin de kuang wu zu cheng 、re shi chong te xing he wei guan xing mao te xing 。jie guo biao ming ,fa pao hun ning tu shi kuai de kang ya jiang du sui tan suan hua fan ying shi jian yan chang chu xian “xian zeng jia hou jiang di ”de bian hua qu shi ;tan suan hua fan ying 4 hshi kuai jiang du da zui gao wei 6.5 MPa,jiao wei tan suan hua fan ying shi kuai jiang du shang sheng 80.6%。SEMfen xi jie guo xian shi ,fa pao hun ning tu shi kuai kong bi jie gou sui tan suan hua fan ying shi jian yan chang fa sheng jiao ming xian bian hua ,zheng ti shang cheng xian “xian pian zhuang zhi mi hou li hua shu song ”de zhuai hua li cheng ,zhe ke neng shi dao zhi shi kuai kang ya jiang du sui tan suan hua shi jian yan chang chu xian “xian zeng jia hou jiang di ”xian xiang de nei zai yuan yin 。TGAqu xian jie guo biao ming ,shi kuai da zui gao kang ya jiang du shi ,mei dun fa pao hun ning tu ke gu ding CO2wei 37 kg,zai bu jiang di shi kuai jiang du qian di xia ,mei dun fa pao hun ning tu ke gu ding CO2wei 61 kg。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自山西大学的任国宏，发表于刊物山西大学2019-11-12论文，是一篇关于碳酸化论文,异位附着论文,协同增强论文,山西大学2019-11-12论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自山西大学2019-11-12论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：碳酸化论文; 异位附着论文; 协同增强论文; 山西大学2019-11-12论文;