粉煤灰综合利用
FLY ASH COMPREHENSIVEUTILIZATION
2013NO.1 试验与应用
工业废渣制备地聚合物的试验研究 Experimental Study on the Industrial Residues Preparetion Geopolymers
陶德晶，李琴，孙增青，李保菊，翟建平
（污染控制与资源化国家重点实验室，南京大学环境工程系.南京210046）
摘要：研究了不同粉磨时间的机械粉磨对炼钢过程产生的次生废渣性能的影响，并以最优时间下粉磨的废渣为原料，用水玻璃激发制备地案合物，研究液固比、水玻璃模数和养护温度对所制备的地聚合物力学性能的影响，将最优组合下的地聚合物经养护28d后进行耐高温性能测试。试验结果表明控制液固比为0.4，用1.5M水玻璃激发的废渣地案合物经60°C养护的抗压强度最大，为47.25MPa。样品可在一定程度上耐受高温，强度随温度升高而有所升高。
关键调：工业废渣；地聚合物：粉磨；抗压强度
中图分类号：X757
文献标识码：A
文章编号：1005-8249(2013)01-0025-04
地聚合物（Gropolymer）最早由法国科学家Joseph
Davidovits于1978年提出的，它是一种由硅铝酸盐和碱激发剂合成的包含Si-O-Si和Si-O-AI键的其有三维网状结构的新型胶凝材料，属于无机聚合物类。由于其独特的胶凝性能，地聚合物在建筑材料、固核固废材料(2]、密封材料（3]、高强材料和耐高温材料等方面有着广泛的应用前景。在制备地聚合物的研究中，作为提供硅铝的原料，偏高岭土和粉煤灰作为提供硅铝的原料，有着更为广泛的应用4)。而炼钢过程中会产生大量钢渣以及次生废渣，这些废渣大量排放，不仅没有得到充分的利用，占用场地，也对环境造成了一定的污染，目前关于用这类废渣制备地聚合物的研究仍处于探索阶段。为了提高这类炼钢过程中产生的次生废渣的利用效率，本文以广东某炼钢厂的所产生的工业废渣为原料，在碱激发剂的激发作用下制备合成地聚合物。研究了粉磨对该渣性能的影响，以最佳粉磨时间下经磨细预处理后的废渣为主要原料，进行了制备地聚合物的试验研究，采用正交试验研究了地聚合物
制备时的液固比、水玻璃模数和养护温度这三个因素对所制备的地聚合物力学性能的影响，确定地聚合物制备的最佳工艺，并对所制备的地聚合物进行了耐高温性能试验。
1试验用原材料
(1)废渣废渣来自广东某炼钢厂。采用X射线荧光光谱分析（XRF)测定的废渣的化学成分如表1，从表1中可看出：其Si0，含量最高，达到62.73%，其次是Mn0，为11.86%，Al,0，的含量也相对较多，SiO，+ Al,0，>70%表明该废渣可以成为制备地聚合物原料的理论可能[5]。原始废渣粒径分布见图1，废渣平均粒径为228.3μm。扫描电镜对次生废渣的形貌表征（图2）表明，废渣多呈现粗糙不规则的固体形貌，并有一些胶凝状固体物质，与常用硅铝原料粉煤灰相比含有较少球状玻璃体。
表1
废潼的主要化学组成
Sio, 62.73
Al,o 8.86
收稿日期：2012-09-10 万方数据
Cao 3.37
Mno 11.86
Fe,O, 8.93
Fo 1.28
Mgo 0.75
Cr,0, 0.55
K,o 0.54
Bao 0.47
Na,o 0.18
P,o, 0.16
Zno 0.15
LOI 0
·25