【摘 要】
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我国褐煤主产地锡林郭勒盟是十三五重点规划现代大型煤电基地之一。褐煤燃烧后会产生大量粉煤灰。本研究拟以锡林郭勒地区褐煤粉煤灰为研究对象，在系统分析其物性特点的基础上
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我国褐煤主产地锡林郭勒盟是十三五重点规划现代大型煤电基地之一。褐煤燃烧后会产生大量粉煤灰。本研究拟以锡林郭勒地区褐煤粉煤灰为研究对象，在系统分析其物性特点的基础上，采用动态水热法对其进行化学改性和微观结构调控，制备了不同形貌及容重的含铝托贝莫来石，并进一步研究了含铝托贝莫来石制备高性能保温材料的新工艺，以期解决我国北方人口稀少地区粉煤灰大规模消纳难题。论文取得的创新性进展如下: (1)明晰了不同反应条件对含铝托贝莫来石物相及形貌的影响规律，获得了褐煤粉煤灰制备含铝托贝莫来石的最优工艺条件。褐煤粉煤灰具有较高的反应活性，与普通烟煤粉煤灰相比反应温度可由220℃降低到200℃，添加矿化剂Cl-可使反应时间缩短由5h缩短至3h。褐煤粉煤灰制备含铝托贝莫来石的最优条件是:反应温度200℃，氧化钙与二氧化硅摩尔比为C/S=0.9，原料中Cl-与Ca2+摩尔比为1.0，反应时间3h;在此条件下，水热合成产物纯度可达78.52％，晶须直径100nm，长径比达15以上; (2)系统考察了含铝托贝莫来石高温相变过程微观性质的变化规律。含铝托贝莫来石在20-263℃脱除其中的自由水;在263-699℃之间持续缓慢失重，在363℃杂质物相失去层间水;在456℃主物相失去四个层间水;699℃开始样品中Si-O-H键被破坏;在922℃时样品发生物相转变生成硅灰石。含铝托贝莫来石的分解温度可达800℃，比不含铝的托贝莫来石高76℃，在800℃耐热时间可达2h。 (3)在优化条件下，托贝莫来石制品容重在360.44-420.20kg/m3之间，抗压强度在0.814-1.72MPa之间，导热系数在0.057-0.0672W/(m·K)。制品经疏水处理后吸水率可小于6.09％。粉煤灰基自保温墙体材料完全符合蒸压砌块的国家标准。
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