粉煤灰制备聚合材料的试验研究

杨海红　龚波　陈仲艺等

摘要：本文采用贵州某发电厂粉煤灰为试验研究对象，探索不同浓度的硅酸钠含量、粉煤灰参合量及其固液比对其抗压强度的影响。根据试验要求，以粉煤灰为主要的试验原料，并以偏高岭石为辅助原料；另外用NaSiO₃和NaOH为激发剂在一定条件下合成无机矿物聚合材料。

关键词：粉煤灰；制备；聚合材料

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.179

0引言

我国是煤炭行业大国，在生产煤炭过程中，粉煤灰是最主要的固体排放物，粉煤灰对环境的污染相当严重，不仅如此，粉煤灰本身含有一定的毒性，对人体的伤害也是不容小觑的。粉煤灰是煤经过高温煅烧后剩下的残余细粒物。作为建材方面的材料，粉煤灰可以用作混凝土、烧砖基筑填筑和路面工程等多方面应用。对粉煤灰的回收利用在一定程度上改善了我们赖以生存的环境，还能减少在资源浪费现象。

对于可以作为混凝土聚合物的掺料来说，我们可以利用粉煤灰的性质对其进行回收利用，这不仅可以改善环境，还能降低混凝土方面的成本材料。根据最佳试验方案合理利用粉煤灰，可以得到抗压强度较好、耐腐蚀的建材材料。矿物聚合材料是在一定条件下通过一定程度化学反应制备而成的一种非金属材料。

1试验部分

1.1试验材料、药剂及仪器

粉煤灰、偏高岭石、NaOH、NaSiO₃、模具、振实台。

1.2试验内容

每份固体总质量为300g。按正交试验表的组合称取一定量的粉煤灰和偏高岭石于准备好的搪瓷盆中，并量取一定量的NaOH和按比例计算的NaSiO₃混勻后用定量水溶解后，加入搪瓷盆中均匀搅拌，然后将混合物放置在模具中，再将模具放置于混凝土振实台上振动3min，静置便得到产品。

由表1可以知道粉煤灰的掺量定在40%-60%之间、固液比定在1.5-2.5之间、NaSiO₃含量则定在50%-70%之间；根据三因素三水平1选取正交试验表为L₉（3⁴）得到表2，不考虑交互作用，由表2可以得到每个因素之间的组合关系。

2试验结果与讨论

极差的大小可以反映一个因素在试验中作用的大小，若是极差越大，则说明这个因素对试验的影响越大，反之；若是极差越小，则说明这个因素对试验的影响越小。从表3中可以看出，粉煤灰掺量%（A）的极差最大，说明粉煤灰的含量对试验中研究的抗压强度的影响较大，而NagiO₃/%（C）的极差为最小，则说明NaSiO₃/%（C）对试验研究的抗压强度的影响为最小。得到影响试验的最主要因素是粉煤灰的掺量。由表3中个组合试验结果可以看出，第一组试验的抗压强度4.57MPa相对其他组合的试验来说最高，根据表2和表3得到最优方案为A₁B₁C₁。

3结语

从因素影响程度来说，粉煤灰的掺量对试验中结果抗压强度的影响较大，而NagiO₃占也想含量的影响程度最小为最小。从试验结果来看，抗压强度最大的为A₁B₁C₁，其值是4.57MPa。