粉煤灰制備托貝莫來(lái)石晶須工藝及其機(jī)理.pdf

1、托貝莫來(lái)石型硅酸鈣材料具有市場(chǎng)容量大、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、容重低等突出優(yōu)勢(shì)，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(guó)主要固體廢棄物之一，粉煤灰的大量堆積，給我國(guó)造成了嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題。本研究以開(kāi)發(fā)粉煤灰量大面廣綜合利用途徑為出發(fā)點(diǎn)，并結(jié)合我國(guó)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(dòng)態(tài)水熱法合成托貝莫來(lái)石晶體的新方法，重點(diǎn)研究粉煤灰合成托貝莫來(lái)石晶須的新工藝及反應(yīng)機(jī)理。論文取得的主要?jiǎng)?chuàng)新性進(jìn)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(lái)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(shí)間5h，反應(yīng)溫度220℃，液固比30mL/g，攪拌強(qiáng)度為200～400rpm。在最佳條件下合成的托貝莫來(lái)石為晶須相互纏繞而成的球形二次粒子。
　　(2)深入研究了機(jī)械活化對(duì)提高粉煤灰反應(yīng)活性的影響機(jī)制。研究結(jié)果顯示，機(jī)械活化作用后，粉煤灰比表面積大幅提高，反應(yīng)活性點(diǎn)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(lái)石晶型更加完整，晶須長(zhǎng)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(jì)孔體積顯著增大，這些變化非常有利于托貝莫來(lái)石制品絕熱保溫性能和強(qiáng)度的提高。
　　(3)明晰了粉煤灰合成托貝莫來(lái)石的反應(yīng)機(jī)理。在反應(yīng)過(guò)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(shí)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(zhǎng)在粉煤灰表面的這些凝膠