基本信息
- 項(xiàng)目名稱:
- 粉煤灰防水涂料制備研究
- 小類:
- 能源化工
- 大類:
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介:
- 粉煤灰本身有較大的表面積,且形狀規(guī)整、微觀結(jié)構(gòu)密實(shí)、以及有效的化學(xué)組成,為其改性作為防水材料奠定了基礎(chǔ)。本文主要通過正交實(shí)驗(yàn)與單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)合的方式,考慮改性劑品種和改性工藝中、改性劑用量,粉煤灰與水泥的比例,水與明膠的比例,沙灰比例等進(jìn)行實(shí)驗(yàn),且在實(shí)驗(yàn)過程中使用活化度、2h與5 h模型的透水率來評價(jià)材料性能, 結(jié)果表明:使用粉煤灰和硅烷偶聯(lián)劑能夠制備出性能良好的防水材料。
- 詳細(xì)介紹:
- 粉煤灰是我國當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢渣之一,隨著電力工業(yè)的發(fā)展,燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加處理,就會(huì)產(chǎn)生揚(yáng)塵,污染大氣;若排入水系會(huì)造成河流淤塞,而其中的有毒化學(xué)物質(zhì)還會(huì)對人體和生物造成危害。近年來,我國的能源工業(yè)穩(wěn)步發(fā)展,發(fā)電能力年增長率為7.3%,電力工業(yè)的迅速發(fā)展,帶來了粉煤灰排放量的急劇增加,燃煤熱電廠每年所排放的粉煤灰總量逐年增加,1995年粉煤灰排放量達(dá)1.25億噸,2000年約為1.5億噸,到2010年將達(dá)到3億噸,給我國的國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)及生態(tài)環(huán)境造成巨大的壓力。此外,電廠脫硫技術(shù)的普及使傳統(tǒng)的許多利用粉煤灰的技術(shù)又遇到了新的挑戰(zhàn),如水泥和混凝土這2大粉煤灰用戶現(xiàn)在還不能大量利用脫硫粉煤灰。脫硫粉煤灰由于含有大量CaSO4和游離CaO,不適于生產(chǎn)水泥和制備混凝土。而這種粉煤灰用來制備防水材料則可以大量被利用。這樣不但不會(huì)引起不良后果,還能提高性能和降低造價(jià)。另一方面,我國又是一個(gè)人均占有資源儲(chǔ)量有限的國家,粉煤灰的綜合利用,已成為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策,是解決我國電力生產(chǎn)環(huán)境污染,資源缺乏之間矛盾的重要手段,也是電力生產(chǎn)所面臨解決的任務(wù)之一。 20世紀(jì)70年代,世界性能源危機(jī),環(huán)境污染以及礦物資源的枯竭等強(qiáng)烈地激發(fā)了粉煤灰利用的研究和開發(fā),多次召開國際性粉煤灰會(huì)議,研究工作日趨深入,應(yīng)用方面也有了長足的進(jìn)步。粉煤灰成為國際市場上引人注目的資源豐富、價(jià)格低廉,興利除害的新興建材原料和化工產(chǎn)品的原料,受到人們的青睞。所以,研究粉煤灰制備防水涂料是一項(xiàng)“變廢為寶,變害為利”的重要途徑。
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 研究目的: 粉煤灰是我國當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢渣之一,20世紀(jì)70年代,對粉煤灰利用的研究和開發(fā),多次召開國際性粉煤灰會(huì)議,研究工作日趨深入,應(yīng)用方面也有了長足的進(jìn)步。所以,研究粉煤灰制備防水涂料是一項(xiàng)“變廢為寶,變害為利”的重要途徑。 創(chuàng)新點(diǎn): 本實(shí)驗(yàn)中拋開了現(xiàn)有研究中通用改性劑,重點(diǎn)選用硅烷偶聯(lián)劑作為改性劑,并借鑒粉體改性工藝路線和參數(shù)作為粉煤灰改性的工藝線路和參數(shù)在初期實(shí)驗(yàn)時(shí)使用。結(jié)合實(shí)驗(yàn)條件和運(yùn)用實(shí)際設(shè)計(jì)了2h和5h透水率這一概念,對產(chǎn)品作簡單而又全面的綜合性能檢測,這是本實(shí)驗(yàn)的特色和創(chuàng)新之處。 技術(shù)關(guān)鍵: 化學(xué)鍵合理論是迄今為止較合適解釋硅烷偶聯(lián)劑改性機(jī)理,也被認(rèn)為是比較成功的一種理論. 根據(jù)這一理論, 有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑首先通過溶液中的水分引起水解, 然后脫水縮合而形成低聚物, 這種低聚物再與無機(jī)填料表面的羥基形成氫鍵, 通過加熱干燥或硫化發(fā)生脫水反應(yīng)產(chǎn)生部分共價(jià)鍵, 從而使無機(jī)填料表面被包覆上一層硅烷偶聯(lián)劑中長碳鏈部分指向外側(cè)的改性膜,這層改性膜具有強(qiáng)烈的親油憎水性。 主要技術(shù)指標(biāo): 通過前期實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)乙烯基三乙氧基硅烷為本實(shí)驗(yàn)體系下對粉煤灰改性效果最好的改性劑,對上述工藝組合通過驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和對乙烯基三乙氧基硅烷用量、粉煤灰粒度的單因素實(shí)驗(yàn)找到改性工藝的最佳條件為:反應(yīng)時(shí)間110min、反應(yīng)溫度75—80℃、干燥溫度80℃、乙烯基三乙氧基硅烷用量6%、粉煤灰粒度120—160目.
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 化學(xué)鍵合理論是迄今為止較合適解釋硅烷偶聯(lián)劑改性機(jī)理,也被認(rèn)為是比較成功的一種理論. 根據(jù)這一理論, 有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑首先通過溶液中的水分引起水解, 然后脫水縮合而形成低聚物, 這種低聚物再與無機(jī)填料表面的羥基形成氫鍵, 通過加熱干燥或硫化發(fā)生脫水反應(yīng)產(chǎn)生部分共價(jià)鍵, 從而使無機(jī)填料表面被包覆上一層硅烷偶聯(lián)劑中長碳鏈部分指向外側(cè)的改性膜,這層改性膜具有強(qiáng)烈的親油憎水性。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年攀枝花學(xué)院“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品一等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 模型 圖片 樣品
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢: 本實(shí)驗(yàn)中拋開了現(xiàn)有研究中通用改性劑,重點(diǎn)選用硅烷偶聯(lián)劑作為改性劑,并借鑒粉體改性工藝路線和參數(shù)作為粉煤灰改性的工藝線路和參數(shù)在初期實(shí)驗(yàn)時(shí)使用。本實(shí)驗(yàn)所采用的改性劑為組合改性劑,改變了過去單一的以堿性改性劑或鹽類改性劑為主改性劑的情況,在這種組合后改性劑的作用下,使得粉煤灰改性后的性能更加優(yōu)越。 適用范圍: 幾乎所用的粉煤灰都可以用這種方法作改性處理,得到性質(zhì)優(yōu)良的粉煤灰。 市場分析與經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測: 雖然近年來我國對粉煤灰綜合利用的規(guī)模不斷擴(kuò)大,同時(shí)利用水平有所提高,粉煤灰的零售價(jià)也變成了現(xiàn)在每噸幾十元甚至上百元,目前水泥的價(jià)格每噸在四百元以上,而且還在不斷的大幅上漲,相比之下,價(jià)格還是便宜得多,通過改性后的粉煤灰在性能上足以滿足客戶需求,在生產(chǎn)中就可以直接降低生產(chǎn)成本,因此粉煤灰的利用具有廣大的市場和較高的經(jīng)濟(jì)效益,另外,粉煤灰還具有潛在的技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值,對國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展及環(huán)保建設(shè)起到一定的促進(jìn)作用。
同類課題研究水平概述
- 本實(shí)驗(yàn)中拋開了現(xiàn)有研究中通用改性劑,重點(diǎn)選用硅烷偶聯(lián)劑作為改性劑,并借鑒粉體改性工藝路線和參數(shù)作為粉煤灰改性的工藝線路和參數(shù)在初期實(shí)驗(yàn)時(shí)使用。 當(dāng)前國內(nèi)外同類課題研究水平概述:大多采用酸性或堿性改性劑作改性處理,在做防水涂料這方面,沒有偶聯(lián)劑作為改性劑的效果好。