粉煤灰制備托貝莫來石晶須工藝及其機理.pdf

1、托貝莫來石型硅酸鈣材料具有市場容量大、強度高、導熱系數(shù)低、容重低等突出優(yōu)勢，在建筑外墻、工業(yè)爐窯等重要節(jié)能領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。粉煤灰是我國主要固體廢棄物之一，粉煤灰的大量堆積，給我國造成了嚴重的社會問題和環(huán)境問題。本研究以開發(fā)粉煤灰量大面廣綜合利用途徑為出發(fā)點，并結(jié)合我國節(jié)能減排的重大需求，提出以粉煤灰為硅質(zhì)原料采用動態(tài)水熱法合成托貝莫來石晶體的新方法，重點研究粉煤灰合成托貝莫來石晶須的新工藝及反應(yīng)機理。論文取得的主要創(chuàng)新性進展如下:

2、r>　　(1)探索并優(yōu)化了以粉煤灰作為硅質(zhì)原料制備托貝莫來石晶須的新工藝，獲得了最佳的工藝條件:Ca/(Al+Si)摩爾比1.0，反應(yīng)時間5h，反應(yīng)溫度220℃，液固比30mL/g，攪拌強度為200～400rpm。在最佳條件下合成的托貝莫來石為晶須相互纏繞而成的球形二次粒子。
　　(2)深入研究了機械活化對提高粉煤灰反應(yīng)活性的影響機制。研究結(jié)果顯示，機械活化作用后，粉煤灰比表面積大幅提高，反應(yīng)活性點大幅增加，極大地提高了粉煤灰的反

3、應(yīng)活性，使合成的托貝莫來石晶型更加完整，晶須長徑比變大，晶須相互纏繞形成的球形二次粒子表面更加光滑，二次粒子累計孔體積顯著增大，這些變化非常有利于托貝莫來石制品絕熱保溫性能和強度的提高。
　　(3)明晰了粉煤灰合成托貝莫來石的反應(yīng)機理。在反應(yīng)過程中，粉煤灰表面活性SiO2優(yōu)先和Ca(OH)2反應(yīng)，生成C-S-H凝膠，同時在溶液中OH-的作用下，粉煤灰表面非活性SiO2不斷被活化，參與與Ca(OH)2反應(yīng);生長在粉煤灰表面的這些凝膠