地聚物是以含硅鋁材料為主要原料,在堿激發(fā)作用下,生成的一種無機聚合物材料,它是一種由硅氧和鋁氧四面體結(jié)構(gòu)單元組成的三維網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的材料具有很好的機械性能、耐酸堿、耐火及耐高溫性能,有著強度高、硬化快等特性,另外它的制備工藝簡單,原材料來源廣泛且低能耗,低污染,是一種綠色,可持續(xù)發(fā)展材料,符合國家倡導(dǎo)的資源最大化利用宗旨。地聚物在工業(yè)生產(chǎn)、建筑、航空航天等行業(yè)具有非常好的應(yīng)用前景。本文以堿浸鉛鋅渣、偏高嶺土、水玻璃溶液、氫氧化鈉為主要原料,通過堿激發(fā)工藝制備了堿浸鉛鋅渣地聚物,并研究了堿浸鉛鋅渣地聚物的最佳配比;煅燒活化堿浸鉛鋅渣對地聚物強度的影響;運用響應(yīng)曲面法設(shè)計,以水玻璃模數(shù)和堿激發(fā)劑摻量為變量,實現(xiàn)堿浸鉛鋅渣地聚物的優(yōu)化,并建立地聚物強度與堿激發(fā)劑摻量和水玻璃模數(shù)之間的回歸方程;最后通過SEM和XRD進(jìn)行表征,從微觀結(jié)構(gòu)分析地聚物的反應(yīng)機理。具體研究內(nèi)容如下:(1)堿浸鉛鋅渣地聚物制備的試驗研究通過正交試驗考察堿浸鉛鋅渣摻量、水玻璃模數(shù)及堿激發(fā)劑摻量對地聚物強度的影響。試驗結(jié)果表明堿浸鉛鋅渣地聚抗壓強度最佳配比為水玻璃模數(shù)為1.2、堿激發(fā)劑摻量為65%,堿浸鉛鋅渣摻量為45%,其抗壓強度可達(dá)49.6MPa;其抗折強度最佳配比為水玻璃模數(shù)為1.2、堿激發(fā)劑摻量為65%,堿浸鉛鋅渣摻量為35%,其抗折強度可達(dá)7MPa左右;且堿激發(fā)劑摻量為影響抗壓強度的第一要素。(2)煅燒活化通過考察煅燒活化對堿浸鉛鋅渣地聚物強度的影響,研究結(jié)果表明煅燒活化能夠使堿浸鉛鋅渣的活性增強,其最佳煅燒溫度為750℃,煅燒時間為60min。(3)響應(yīng)曲面設(shè)計試驗通過二次響應(yīng)曲面法設(shè)計試驗,結(jié)果表明,堿浸鉛鋅渣地聚物的優(yōu)化組合為當(dāng)水玻璃模數(shù)為1.1,堿激發(fā)劑摻量為68%時,堿浸鉛鋅渣地聚物的抗壓強度可達(dá)60.8MPa。通過數(shù)學(xué)函數(shù)擬合得到堿浸鉛鋅渣地聚物的強度和水玻璃模數(shù)、堿浸鉛鋅渣摻量間的回歸方程,具有一定的預(yù)測意義。同時堿鉛鋅渣地聚物的強度隨著水玻璃模數(shù)增高而降低,隨著堿激發(fā)劑摻量增加而增強。(4)堿浸鉛鋅渣地聚物聚合機理分析通過對正交試驗的堿浸鉛鋅渣地聚物試塊進(jìn)行SEM和XRD表征分析,SEM圖表明堿浸鉛鋅渣地聚物形成顆粒狀結(jié)晶物且結(jié)合緊密,從而使其的抗壓性能良好;XRD分析表明偏高嶺土和堿浸鉛鋅渣在堿激發(fā)條件下經(jīng)過聚合反應(yīng),生成了鈉沸石(Na2Al2Si3O10·2H2O)及聚硅酸鈉鹽(Na6Si8O19)等結(jié)構(gòu)相對更復(fù)雜、性質(zhì)更穩(wěn)定新的無機聚合物。
【學(xué)位單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU52
【部分圖文】：

圖 2. 2 堿浸鉛鋅渣粉Figure 2. 2 Powder of alkaline leaching lead-zinc slag圖 2. 3 堿浸鉛鋅渣粉能譜（煅燒前）3 Energy spectrum of alkaline leaching lead-zinc slag powder (Before

圖 2. 3 堿浸鉛鋅渣粉能譜（煅燒前）re 2. 3 Energy spectrum of alkaline leaching lead-zinc slag powder (Before calcination圖 2. 4 堿浸鉛鋅渣粉 XRD 圖Figure 2. 4 XRD spectrum of alkaline leaching lead-zinc slag powder

圖 2. 2 堿浸鉛鋅渣粉Figure 2. 2 Powder of alkaline leaching lead-zinc slag圖 2. 3 堿浸鉛鋅渣粉能譜（煅燒前）igure 2. 3 Energy spectrum of alkaline leaching lead-zinc slag powder (Before calcination)
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2872304