粉煤灰基轻质泡沫多孔材料的制备及性能研究

论文摘要

粉煤灰是火力发电厂排出的工业废渣,其排放量随着经济的快速发展而不断增加。目前,我国粉煤灰年排放量近2.0亿吨,而其利用率不足50%。粉煤灰的排放不但占用大量土地,而且还对空气、地下水产生恶劣影响。基于粉煤灰含有大量未燃尽的碳和高比表面积的特点,本论文以粉煤灰为原料,利用坯体发泡和浆料发泡两种方法制备了轻质泡沫多孔材料,并对发泡剂种类、发泡温度等工艺条件对产品性能的影响进行了研究。主要研究内容包括：（1）坯体发泡法制备轻质材料的研究。以粉煤灰为主要原料,通过向坯体中添加不同造孔剂制备出性能不同的轻质材料,并对工艺条件对试样性能的影响进行了分析。当造孔剂添加量在5 wt.%～10 wt.%之间,烧结温度为1050℃时,制备出轻质材料性能达到GB5101-2003普通烧结砖MU10.0的要求。（2）发泡剂复配的研究。利用稳泡剂与各种起泡剂的复配,通过正交试验,最后得出发泡剂复配的最佳配比为：m（稳泡剂）：m（起泡剂）=8：2.5,m（溶解用水）：m（自制发泡剂）=10：1。（3）粉煤灰活化的研究。通过加入碱性物质对其进行了活化,并对碱激活过程进行了研究,结果表明,当激发剂添加量在3 wt.%时效果即达到最佳。（4）浆料发泡法制备泡沫材料的研究。通过浆料发泡法制备出了具有较均匀孔道结构的泡沫材料,最终得出最佳原料配比为：m（粉煤灰）：m（氢氧化钠）=97：3,水灰比=0.40,烧结温度1050℃,泡沫加入量13 wt.%,产品性能能达到GB13545-2003烧结空心砖和空心砌块中MU5.0水平。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 泡沫材料及发泡方法进展
• 1.1.1 泡沫材料的分类及特点
• 1.1.2 无机非金属泡沫材料的制备
• 1.1.3 无机非金属泡沫材料的应用
• 1.2 国内外粉煤灰综合利用现状
• 1.2.1 粉煤灰的基本性质及其环境危害
• 1.2.2 粉煤灰综合利用现状
• 1.3 粉煤灰制备烧结泡沫材料的理论基础
• 1.4 课题的提出及意义
• 1.5 本论文的研究内容及创新点
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 创新点
• 2 坯体发泡法制备轻质材料
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验原料及药品
• 2.2.2 实验仪器设备
• 2.2.3 实验流程及方法
• 2.2.4 测试与表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 碳酸钠作为造孔剂对试样性能的影响
• 2.3.2 碳酸钙作为造孔剂对试样性能的影响
• 2.4 本章小结
• 3 发泡剂复配研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验药品
• 3.2.2 实验仪器
• 3.2.3 实验流程及方法
• 3.2.4 泡沫产生的条件与破坏机制
• 3.2.5 测试与表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 表面活性剂的选择
• 3.3.2 F04复配最佳工艺条件的研究
• 3.4 本章小结
• 4 浆料发泡法制备泡沫材料的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验药品
• 4.2.2 实验仪器
• 4.2.3 实验流程及方法
• 4.2.4 测试与表征
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 碱激发剂的选择及碱激发机理
• 4.3.2 烧结温度对材料的影响
• 4.3.3 泡沫加入量对材料性能的影响
• 4.3.4 吸水机理的研究
• 4.4 本章小结
• 5 利用粉煤灰生产泡沫材料的经济可行性分析
• 5.1 投资估算
• 5.2 财务评价
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢