摘 要

固体废弃物成分复杂多样，各种元素所属的氧化物活性、反应的先后顺序等差异较大，大大影响了固体废弃物在建筑材料中的有效应用。因此，本文主要对水热合成环境中CaO-Al₂O₃-SiO₂-MgO水热体系反应动力学过程进行研究，分析水热合成对氧化物之间的作用机理和废弃物中的元素所代表氧化物之间的反应规律，探究不同蒸压制度下，各元素氧化物之间的水化程度和水化产物结合状态，最后通过TG-DSC、XRD和SEM测试手段进行表征，结果发现： MgO先与 Al₂O₃反应生成MgAl₂O₄，之后再生成 Mg₃Al₂(SiO₄)₂(OH)₄，Mg₃Al₂(SiO₄)₂(OH)₄的生成使得托贝莫来石和C-S-H物质的凝胶含量增加，最后过量的[AlO₂]^-与C-S-H凝胶反应生成Ca₃Al₂(OH)₁₂。

关键词：固体废弃物，水热合成，氧化物，反应动力学，水化

Abstract

Solid waste composition is complex and diverse, all kinds of elements belong to the oxide activity, the order of the reaction is quite different, greatly affected the solid waste in the building materials in the effective application.In this paper, the reaction kinetics of CaO-Al₂O₃-SiO₂-MgO hydrothermal system in hydrothermal synthesis environment is studied, and analysis of the mechanism between the action of hydrothermal synthesis on oxides and the reaction between the elements represented by the elements in the waste,at last analysis the degree of hydration between each element oxide and the hydration product was investigated under different autoclaved systems. Then the TG-DSC, XRD and SEM methods are used to characterize the reaction conditions.The results show that MgO is the same as that of Al₂O₃, and the results show that MgO is the same as that of Al₂O₃. The results show that MgO is the same as that of Al₂O₃ The formation of Mg₃Al₂(SiO₄)₂(OH)₄ and Mg₃Al₂(SiO₄) ₂ (OH)₄ resulted in an increase in the gel content of tometrolol and C-S-H, and an excess of [AlO₂] C-S-H gel reaction to produce Ca₃Al₂ (OH)₁₂

Key words: solid waste,hydrothermal synthesis,oxide;reaction kinetics,hydration

目录

第1章绪论 1

1.1研究背景 1

1.2研究现状 2

1.3研究目的及意义 3

1.4主要内容以及技术路线 4

第2章实验原材料及实验器材 5

2.1实验原材料 5

2.2实验设备 5

2.3原料处理及配料 6

2.4测试手段及样品制备 7

第3章CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO反应动力学研究 9

3.1 实验方案设计 9

3.2 MgO对CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO体系的影响 10

3.2.1 CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO水化产物SEM分析 10

3.2.2 EDS能谱扫描分析 13

3.2.3水化产物XRD分析 15

3.2.4体系矿物物相质量分数 22

3.2.5水化产物热分析 28

3.3 CaO-Al₂O₃-SiO₂-MgO水化体系的动力学过程 30

3.4本章小结 30

第4章 结论 31

参考文献 32

致谢 34

第1章绪论

1.1研究背景

我国的人口总数十分庞大，国民经济正处于快速发展的过程中，每年都消耗了大量的社会资源和自然资源，并由此导致大量的固体废弃物出现。与之不相适应是，目前我们国家大部分地区现在对这个固体废物收集和使用方式仍然是基于简单的垃圾填埋，导致固体垃圾填埋量快速增加，资源重复利用率非常低，而且这些措施在处理的过程中会产生更为严重的二次污染，对空气、水土和环境造成难以想象的破坏，由此引发了一连串的社会和环境问题。

（a） （b）

图1.1工业废弃物组成及现状