基于碱渣地质聚合物的化学成分研究-岩土工程专业论文.docx

DissertationSubmittedto HebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeof GeotechnicalEngineeringSTUDIESONTHECHEMICAIPROPERTIESOFCAUSTICSLUDGEGEOPOLYMERbyZhaoYueSupervisor:Prof. LiuChunyuanNovember2014原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所 取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体 已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文 所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本 学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有 权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全 文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要地质聚合物作为一种新型的无机聚合胶凝材料具有优秀的力学性能，并且性质稳 定。本文利用碱渣、粉煤灰两大污染废物作为主要原材料，得出了对碱渣、粉煤灰的 基本物理化学性质，设计了两步试验：第一部分是利用碱渣粉煤灰为原材料制备拌合 土用作路堤填垫上的化学成分的研究；第二部分是利用碱渣粉煤灰，在加入碱激发剂 水玻璃后的地质聚合物的化学成分的研究。1、研究碱渣拌合土的化学成分。经过对碱渣拌合土的FTIR分析，在962cm-1处 出现较强峰，说明生成了C-S-H凝胶；从放大后的SEM图像可以看出在粉煤灰玻璃 体周围有纤维状、长条状颗粒和一些凝胶状物质生成；分析碱渣拌合土EDS可以看 出，平均Ca/Si随着元明粉掺量的增多而增多，而且碱渣拌合土在配合好后，不进行 预闷一晚要比预闷一晚效果更好；当加入胶凝材料元明粉时，试件的无侧限抗压强度， 回弹模量和CBR均有所增高，表明元明粉对碱渣拌合土有胶凝固结作用，对碱渣拌 合土的力学性能有所改善；由XRD分析得出随着元明粉的加入，晶体质量、无定形C-S-H凝胶质量、CaSO4(H2O)2的质量提高，呈逐渐递增趋势。 2、研究了碱渣制地质聚合物的化学成分。从地质聚合物FTIR分析结果可以看出970cm-1 处有较强吸收峰，显示其生成了地质聚合物；从XRD图谱上可以明显看出地 质聚合物以30°为中心，鼓包整体向右偏移，同时，漫射峰低矮扁平（2θ角在14°~64°）， 同样证明有新物质生成。从SEM 图像可以看出经过28 天的固化养护，反应生成的凝 胶状聚合物明显增多，且结合紧密无空隙；聚合物中的Si/A1控制着聚合反应的整个 过程，Al的相对含量较高时，粉煤灰基地质聚合物材料初期强度增长较快，Si含量较 高时，材料的后期强度增长明显；从每一组的XRD分析表可以看出，随着养护时间 的增长，方解石晶体的结晶度增大，试件中的晶体总含量增多，并且主要无定形物质 增多，判断其为聚合硅铝酸盐的生成增加量；对SiO2晶体结晶度起主要作用的是渣灰 比大小，粉煤灰掺入量越多，SiO2晶体结晶度越小，同时，养护时间越长SiO2晶体结 晶度越小，方解石CaCO3结晶度越大。关键词：碱渣，粉煤灰，拌合土，地质聚合物，化学成分IABSTRACTGeopolymerisanewinorganiccementingmaterialwithexcellentmechanicalpropertiesandstablequality.Inthearticle,usingthetwopolluterscausticdrossandflyash asthemainmaterials,wedrawaconclusionofthebasicphysicalandchemicalproperties, whichcouldberevealedthroughtwo-stepexperiment:firstpartofit isto studythechemical compositionofthemissing causticsludgemadeupwiththeflyash; secondpartis toexplorethe chemicalcompositionof thecaustic sludgeash withaddingthealkaliactivator.First,researchingo