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《昆明理工大学》 2009年
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机械力化学改性粉状建筑废弃物的研究

袁远  
【摘要】:机械力化学方法在实际应用中的最大优点就是:经过普通研磨设备处理过后的材料,不仅颗粒度减小,比表面积增大,而且由于反应活性大大提高,可使以后热处理等过程的耗能、耗材量大幅度地降低;由于机械处理的同时还有混合的作用,使多组分的原料在颗粒细化时得到均匀化,特别是微均匀化的程度提高,从而使制备出的产品性能更好。近年来,机械力化学在实践中得到广泛的应用,随着其相关研究的不断深入,它的应用范围也在不断的拓宽。 目前机械力化学方法虽然也应用在矿物和废物处理方面,但是被成功处理过的都是黄铁矿、砷黄铁矿、铝土矿等高含金属量工业废渣。机械力化学方法应用于建筑垃圾再生方面的研究相对较少。在利用机械力化学方法改性粉状建筑废弃物这一复杂混合物方向还没有相关研究,并且有关粉状建筑废弃物资源化的研究也较少。 粉状建筑废弃物,是指在建筑工地或建筑垃圾处理过程中产生的粒径小于5.00mm的微小粉末。对粉状建筑废弃物改性后综合利用,具有控制环境污染和利用废弃物的双重意义。 首先,对粉状建筑废弃物进行X荧光光谱分析和X射线衍射分析,研究其化学成分和物相组成。结果表明,粉状建筑废弃物具有同粉煤灰、硅灰和水泥相似的化学组成,氧化钙、二氧化硅和三氧化二铝占据组分总量的85%以上,物相组成中含有大量的水化硫酸钙和水化硅铝酸钙,这理论上证明粉状建筑废弃物具有潜在活性。 其次,对粉状建筑废弃物进行机械力研磨试验研究。研究在机械力作用下粉状建筑废弃物的细度、比表面积等物理性能的变化,探讨机械力化学改性粉状建筑废弃物的机械力化学效应,初步优化研磨工艺参数:研磨时间控制在2小时到6小时范围、球料比为2:1、填充率为70%、干燥环境。在球料比为3:1,研磨4小时的粉状建筑废弃物细度最低为3.5%,相应的球料比为2:1的粉状建筑废弃物的细度5.8%就已经满足砌筑水泥的细度要求10%,此时粉体比表面积也达到最好值749m2/kg。归纳研究结果,粉状建筑废弃物的潜在活性在机械力作用下是可以被激发的。 再次,将机械力化学改性后的粉状建筑废弃物作为辅助性胶凝组分与水泥、硅灰、粉煤灰、减水剂、化学激发剂等材料在不同配合比和工艺参数下,制备成小砌块研究其抗压强度。砌块抗压强度在0小时到4小时范围内随着研磨时间的增大而增强的结果,验证了改性粉状建筑废弃物被激发的活性,从而归结出了优化的研磨工艺条件和参数以及改性粉状建筑废弃物作为辅助性胶凝组分使用时的最佳配方。 最后,归纳一系列试验研究的结果,得出粉状建筑废弃物是可以通过机械力化学方法改性的。对其进行机械力化学改性后,辅助添加8mol/L的氢氧化钠作为化学激发剂,这种双重激发作用可以更彻底的激活粉状建筑废弃物的活性,其制得的砌块试样的7天抗压强度就达到25.3MPa。按照GB3183-2003《砌筑水泥》要求进行砌筑水泥试验研究,各项指标均符合相关要求。从而证明机械力化学改性粉状建筑废弃物拓宽了粉状建筑废弃物综合利用的途径,比如可以将它用作砌筑水泥的外加掺和料。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:X799.1

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