粉煤灰、沉珠的机械力化学效应研究

论文题目: 粉煤灰、沉珠的机械力化学效应研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 材料物理化学

作者: 胡元虎

导师: 刘亚云

关键词: 机械力化学,粉煤灰,沉珠,粉磨,活化

文献来源: 南京工业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 粉煤灰是燃煤电厂排放出来的工业废渣，是一种具有良好潜在活性的胶凝材料，但必须经过激发才能发挥活性。目前，粉煤灰的活性激发方式主要有化学激发和机械激发两种。人们通常认为机械活化是一个物理过程。 近年来，机械力化学的研究引起许多学者的重视。已经证实机械粉碎尤其是超细粉碎不仅仅是一个简单的物理过程，而是一个复杂的物理化学过程。机械力化学就是研究在对固体物质施加机械能时，固体的形态、晶体结构、物理化学性质等发生变化，并诱发物理化学反应的基本原理、规律以及应用的科学。 本文根据机械力化学原理，采用Pulverisette 4行星式高能球磨机处理电厂干排粉煤灰，研究了粉煤狄、粉煤灰沉珠在高能球磨过程中的机械力化学效应及其对粉体显微结构、晶型转变和热学性质的影响，并通过净浆小试体强度实验检验了机械力化学效应对粉煤灰、粉煤灰沉珠水化活性的影响。这对于提高粉煤灰的应用水平，扩大粉煤灰的应用范围，均具有重要的应用价值。 本文研究的内容之一就是粉煤灰及其沉珠的机械力化学变化，通过一系列分析测试手段进行表征。采用NSCK-1A型光透视粒度分析仪进行粒度测定发现，在粉磨初期，颗粒迅速细化，粉磨到一定时间因为团聚粒度又变粗；随着粉磨时间的继续延长，其粒度变化不大，达到了细化与团聚的粉磨平衡。通过测定其密度变化可以看出随着粉磨的进行，由于晶粒尺寸不断减小，颗粒表面逐渐无定型化，从而使得非晶态层逐渐变厚，这样导致其密度下降；但粉磨到一定时间因发生团聚以及机械力的挤压、捏合等作用又使得密度回升。通过测定比表面积发现，粉磨到一定时间，比表面积先增大后减小，与密度的变化基本相一致。通过XRD分析发现，其结晶程度下降，说明粉煤灰、粉煤灰沉珠经过机械力研磨后其晶体结构遭到破坏。通过SEM电镜分析可以发现，粉煤灰及其沉珠经过高能行星磨粉磨之后，其表观形貌、颗粒大小、晶体结构均发生了明显变化。通过FT-IR分析可以发现Si-O键、Al-O键和Ca-O键其价键振动加剧，架状、层状硅氧四面体吸收峰的消失，这表明发生了化学键的断裂而形成不饱和键。通过热分析(TG-DSC)可以发现其热学性质的变化。各项分析结果表明粉煤灰、粉煤灰沉珠经过高能行星磨机研磨之后，其活化程度加大了。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 研究的目的和意义

1.2 粉煤灰的组成与结构

1.2.1 粉煤灰的化学组成

1.2.2 粉煤灰的矿物组成及其结构和分类

1.3 粉煤灰的活性及激发

1.3.1 粉煤灰的化学活化过程与机理

1.3.2 粉煤灰的机械活化

1.3.3 粉煤灰的复合激活——机械化学活化

1.4 机械力化学效应及其原理

1.4.1 机械力化学的概念

1.4.2 机械力化学效应的产生机理及其特点

1.4.3 机械力化学效应

1.4.3.1 物理化学性质的变化

1.4.3.2 晶体结构的变化

第二章 试验方案

2.1 研究思路

2.2 研究方法

2.2.1 试验设备

2.2.2 试验原材料与试样制备

2.2.3 试验方案

2.3 测试方法及表征手段

2.3.1 粒度测试

2.3.2 密度测试

2.3.3 比表面积测试

2.3.4 X射线衍射(XRD)分析

2.3.5 扫描电镜(SEM)分析

2.3.6 红外光谱(FT-IR)分析

2.3.7 热分析(TG-DSC)

2.3.8 净浆小试体试验

第三章 机械力化学效应对粉煤灰、沉珠物化性能的影响

3.1 机械力化学效应对粒度的影响

3.1.1 粉煤灰、沉珠粒度变化

3.1.2 粉煤灰、沉珠中位径变化

3.2 机械力化学效应对密度的影响

3.3 机械力化学效应对比表面积的影响

3.4 粉磨过程中显微形貌与结构分析

3.4.1 粉煤灰、沉珠 XRD分析

3.4.2 粉煤灰、沉珠 SEM分析

3.4.3 粉煤灰、沉珠 FT-IR分析

3.5 粉磨过程中热学性质(TG-DSC)分析

3.6 高能球磨过程中机械力化学效应

3.7 本章小结

第四章 机械力化学效应对粉煤灰、沉珠水化活性的影响

4.1 机械力化学效应对粉煤灰水化活性的影响

4.2 机械力化学效应对粉煤灰沉珠水化活性的影响

4.3 讨论

4.3.1 机械活化时间对强度增长的影响

4.3.2 不同掺量对强度增长的影响

4.4 高能球磨活化机理的探讨

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

发布时间: 2007-03-23

参考文献

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• [2].贵州粉煤灰活化作用研究[D]. 孔令炜.贵州大学2006
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