粉煤灰综合利用 FLYASHCOMPREHENSIVEUTILIZATION2013 NO.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聚合物，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聚合 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。
关键词：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制备时的液固比、水玻璃模数和养护温度这三个因素 Davidovits于1978年提出的，它是一种由硅铝酸盐和碱对所制备的地聚合物力学性能的影响，确定地聚合物 激发剂合成的包含Si-0-Si和Si-O-Al键的具有有制备的最佳工艺，并对所制备的地聚合物进行了耐高 三维网状结构的新型胶凝材料，属于无机聚合物类。
温性能试验。
由于其独特的胶凝性能，地聚合物在建筑材料、固核固1试验用原材料 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(1)废渣废渣来自广东某炼钢厂。
采用X射线 为提供硅铝的原料，偏高岭土和粉煤灰作为提供硅铝荧光光谱分析(XRF)测定的废渣的化学成分如表1，从 的原料，有着更为广泛的应用。
而炼钢过程中会产表1中可看出：其Si02含量最高，达到62.73%，其次 生大量钢渣以及次生废渣，这些废渣大量排放，不仅没是Mn0，为11.86%，Al0，的含量也相对较多，Si02+ 有得到充分的利用，占用场地，也对环境造成了一定的为Al0,>70%表明该废渣可以成为制备地聚合物原料 污染，目前关于用这类废渣制备地聚合物的研究仍处的理论可能"。
原始废渣粒径分布见图1，废渣平均 于探索阶段。
为了提高这类炼钢过程中产生的次生废粒径为228.3um。
扫描电镜对次生废渣的形貌表征
合物。
研究了粉磨对该渣性能的影响，以最佳粉磨时有较少球状玻璃体。
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 表1废渣的主要化学组成 SiOAlOCaOMnOFeOTiOMgoCrOK0BaONaOPOZnO10T 62.738.863.3711.868.931.280.750.550.540.470.180.160.15
收稿日期：2012-09-10
25- 万方数据
粉煤灰综合利用 2013 NO.1FLYASHCOMPREHENSIVEUTILIZATION 试验与应用 (2)激发剂把NaOH粉末加人到初始模数（SiO2模，继续在特定条件下养护到规定的龄期，取出并测定 和Na20的质量比）为3.2的水玻璃溶液中，将其模数其力学强度。
调成0.9、1.2、1.5M。
激发剂在使用前均陈化24h以2.3正交试验设计 上。
采用3因素3水平的正交试验方法分析各因素对
废渣地聚合物的强度影响，因素水平见表3。
80表3因素水平表 60%水平因素
A水玻璃模数 B液固比 C养护温度 体积4011.50.420
2021.20.4540 10030.90.560 10 粒径um2.4耐高温试验 图1原始废渣粒径分布图将上述试验中抗压强度最佳组合的试样养护28d 后，置于马弗炉中，从室温开始以5°C/min的速率分别 升至100C，200°C、400°C、600°℃及800°C，保持2h后 关闭电源，使样品随炉冷却至室温，取出样品观察其形 貌变化并测定其抗压强度。
3结果与讨论 3.1粉磨对废渣性能的影响 为提高废渣的活性，先对废渣进行了粉磨处理。
图2原始废渣的SEM图粉磨时间是影响磨细废渣细度及颗粒分布特征的一个 2试验方法重要因素，进而影响到磨细废渣的其它性能。
试验测
定了45um筛余量、勃氏比表面积、需水量比以及 2.1废渣粉磨D50、D90等各项参数，试验结果见表4。
为了提高废渣的活性，用水泥球磨机（ND7-2L）表4不同粉磨时间废渣的性能 对其进行了磨细预处理，球磨机的配置见表...
