隨著全球資源短缺和環(huán)境污染問題的加劇,工業(yè)固體廢棄物的高效利用已成為材料科學(xué)和環(huán)境工程領(lǐng)域的重要研究方向。本書圍繞硅鋁基全固廢膠凝材料的水化動力特性展開系統(tǒng)研究,探索其水化反應(yīng)機(jī)理、強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律及性能優(yōu)化方法,為固廢資源化利用提供理論支撐和實踐指導(dǎo)。本書介紹了工業(yè)固廢原材料(如礦渣、自燃煤矸石、偏高嶺土等)的化學(xué)成分、礦物組成及活化特性。在此基礎(chǔ)上,通過使用單因素控制變量法,揭示水膠比、前驅(qū)體配比、堿激發(fā)劑參數(shù)不同對膠凝材料強(qiáng)度的影響。采用X射線衍射(XRD)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、掃描電子顯微鏡(SEM)、熱重分析(TG-DTG)等表征技術(shù),對硅鋁基全固廢膠凝材料水化反應(yīng)機(jī)理、強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律進(jìn)行深入解析。本書的研究成果可為綠色建筑材料的研發(fā)提供科學(xué)依據(jù),對推動工業(yè)固廢的高值化利用、降低碳排放及促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
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1990.08-1994.07 東北大學(xué) 學(xué)士
2003.03-2005.09東北大學(xué) 博士2004.04-2007.12東北大學(xué) 講師
2007.01-2009.12東北大學(xué) 博士后
2008.01-2009.12東北大學(xué) 副教授
2010.01-至今東北大學(xué) 教授 博士生導(dǎo)師
2018.05-至今東北大學(xué)智慧水利與資源環(huán)境科技創(chuàng)新中心 執(zhí)行主任
2020.11-至今遼寧省固廢產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新研究院 院長2021年,兼任沈陽市環(huán)境學(xué)會環(huán)境風(fēng)險防控專業(yè)委員會 主任
2020年,兼任中國混凝土與水泥制品協(xié)會混凝土工程技術(shù)分會副理事長、
中國建筑學(xué)會建筑材料分會理事
2020年,兼任《中國自然與科學(xué)學(xué)報》編輯委員會(第一屆)主任
2019年,兼任中國有色金屬學(xué)會礦山信息化智能化專業(yè)委員會副主任委員
教育部礦業(yè)類專業(yè)本科教學(xué)指導(dǎo)委員會委員 國家礦業(yè)類專業(yè)認(rèn)證委員會骨干專家委員兼副秘書長 遼寧省礦業(yè)類教指委主任 中綠盟智庫專家 中國礦業(yè)聯(lián)合會智能礦山委員會副秘書長 中國有色金屬學(xué)會礦山信息化智能化專業(yè)委員會副主任委員 中國混凝土與水泥制品協(xié)會混凝土工程技術(shù)分會副理事長 中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會露天開采與邊坡工程分會副主任委員 沈陽市環(huán)境學(xué)會環(huán)境風(fēng)險防控專業(yè)委員會主任委員
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景及意義 1
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
1.2.1 煤矸石的種類與分類 2
1.2.2 全固廢膠凝材料研究現(xiàn)狀 5
1.3 研究內(nèi)容 9
1.3.1 前驅(qū)體協(xié)同匹配機(jī)制與性能調(diào)控 9
1.3.2 水化動力特性 11
第2章 自燃煤矸石-礦渣全固廢膠凝材料水化動力特性 13
2.1 引言 13
2.2 試驗概況 13
2.2.1 試驗材料 13
2.2.2 試驗方案 16
2.2.3 試件制備及養(yǎng)護(hù) 17
2.2.4 試驗方法 18
2.2.5 測試方法 19
2.3 結(jié)果與討論 20
2.3.1 抗壓強(qiáng)度分析 20
2.3.2 凝結(jié)時間分析 24
2.3.3 流動度分析 28
2.3.4 水化產(chǎn)物分析 29
2.3.5 微觀結(jié)構(gòu)分析 33
2.4 小結(jié) 38
第3章 自燃煤矸石-礦渣-熟石灰全固廢膠凝材料水化動力特性 40
3.1 引言 40
3.2 試驗概況 41
3.2.1 試驗材料 41
3.2.2 試驗方案及試件制備 43
3.2.3 試驗方法 44
3.2.4 測試方法 45
3.3 結(jié)果與討論 45
3.3.1 ;郀t礦渣摻量的影響 45
3.3.2 熟石灰摻量的影響 47
3.3.3 堿激發(fā)劑參數(shù)對抗壓強(qiáng)度的影響 48
3.3.4 熟石灰摻量對水化產(chǎn)物的影響 49
3.3.5 微觀形貌分析 52
3.4 小結(jié) 53
第4章 自燃煤矸石-;郀t礦渣-偏高嶺土全固廢膠凝材料水化動力特性 56
4.1 引言 56
4.2 試驗概況 57
4.2.1 試驗材料 57
4.2.2 試驗方案及試件制備 60
4.2.3 試驗方法 62
4.2.4 水化產(chǎn)物分析 62
4.2.5 微觀形貌 62
4.3 結(jié)果與討論 63
4.3.1 自燃煤矸石摻量的影響 63
4.3.2 堿激發(fā)劑參數(shù)對抗壓強(qiáng)度的影響 64
4.3.3 堿激發(fā)劑參數(shù)對流動度的影響 66
4.3.4 堿激發(fā)劑參數(shù)對水化產(chǎn)物的影響 66
4.3.5 堿激發(fā)劑摻量對早期水化進(jìn)程的影響 72
4.3.6 微觀形貌分析 74
4.4 小結(jié) 75
第5章 自燃煤矸石-;郀t礦渣-粉煤灰全固廢膠凝材料水化動力特性 77
5.1 引言 77
5.2 試驗概況 77
5.2.1 原材料的性質(zhì) 77
5.2.2 配合比及試件制備 81
5.2.3 抗壓強(qiáng)度試驗 82
5.2.4 流動度試驗 82
5.2.5 水化產(chǎn)物分析 83
5.2.6 微觀形貌 83
5.3 結(jié)果與討論 84
5.3.1 自燃煤矸石摻量的影響 84
5.3.2 堿激發(fā)劑參數(shù)對抗壓強(qiáng)度的影響 85
5.3.3 堿激發(fā)劑參數(shù)對流動度的影響 86
5.3.4 堿激發(fā)劑摻量對水化產(chǎn)物的影響 87
5.3.5 微觀形貌分析 90
5.4 小結(jié) 92
第6章 自燃煤矸石-礦渣-鋰渣全固廢膠凝材料水化動力特性 94
6.1 引言 94
6.2 試驗概況 95
6.2.1 試驗材料 95
6.2.2 配合比設(shè)計 97
6.3 結(jié)果與討論 98
6.3.1 力學(xué)性能分析 98
6.3.2 凝結(jié)時間分析 101
6.3.3 流動度分析 105
6.3.4 XRD分析 106
6.3.5 FTIR分析 107
6.3.6 SEM-EDS分析 108
6.4 小結(jié) 113
第7章 自燃煤矸石-礦渣-磷渣全固廢膠凝材料水化動力特性114
7.1 引言 114
7.2 試驗概況 115
7.2.1 試驗材料 115
7.2.2 試驗方案 117
7.3 結(jié)果與討論 118
7.3.1 抗壓強(qiáng)度分析 118
7.3.2 凝結(jié)時間分析 122
7.3.3 流動度分析 125
7.3.4 水化產(chǎn)物分析 126
7.3.5 微觀結(jié)構(gòu)分析 129
7.4 小結(jié) 134
第8章 自燃煤矸石-礦渣-鋼渣全固廢膠凝材料水化動力特性 136
8.1 引言 136
8.2 試驗概況 137
8.2.1 試驗材料 137
8.2.2 試驗方案 140
8.3 結(jié)果與討論 142
8.3.1 水膠比對抗壓強(qiáng)度的影響分析 142
8.3.2 激發(fā)劑模數(shù)對抗壓強(qiáng)度的影響分析 143
8.3.3 堿當(dāng)量對抗壓強(qiáng)度的影響分析 144
8.3.4 不同固廢配比對抗壓強(qiáng)度的影響分析 145
8.3.5 水化產(chǎn)物XRD分析 147
8.3.6 水化產(chǎn)物FTIR分析 148
8.3.7 水化產(chǎn)物SEM分析 149
8.4 小結(jié) 153
第9章 自燃煤矸石-礦渣-硅灰全固廢膠凝材料水化動力特性 155
9.1 引言 155
9.2 試驗概況 155
9.2.1 試驗材料 155
9.2.2 試驗方案 157
9.3 結(jié)果與討論 158
9.3.1 水膠比對抗壓強(qiáng)度的影響分析 158
9.3.2 激發(fā)劑模數(shù)對抗壓強(qiáng)度的影響分析 160
9.3.3 堿當(dāng)量對抗壓強(qiáng)度的影響分析 161
9.3.4 不同固廢配比對抗壓強(qiáng)度的影響分析 163
9.3.5 水化產(chǎn)物XRD分析 164
9.3.6 水化產(chǎn)物FTIR分析 165
9.3.7 水化產(chǎn)物SEM分析 166
9.4 小結(jié) 169
第10章 自燃煤矸石-礦渣-陶瓷粉全固廢膠凝材料水化動力特性 171
10.1 引言 171
10.2 試驗概況 171
10.2.1 試驗材料 171
10.2.2 試驗方案 173
10.3 結(jié)果與討論 175
10.3.1 水膠比對抗壓強(qiáng)度的影響分析 175
10.3.2 激發(fā)劑模數(shù)對抗壓強(qiáng)度的影響分析 176
10.3.3 堿當(dāng)量對抗壓強(qiáng)度的影響分析 177
10.3.4 不同固廢配比對抗壓強(qiáng)度的影響分析 178
10.3.5 水化產(chǎn)物XRD分析 180
10.3.6 水化產(chǎn)物FTIR分析 181
10.3.7 水化產(chǎn)物SEM分析 182
10.4 小結(jié) 185
參考文獻(xiàn) 187