原文传递
铁尾矿基聚合物透水材料的设计、制备与性能研究
| 论文题名： | 铁尾矿基聚合物透水材料的设计、制备与性能研究 |
| 关键词： | 铁尾矿利用;透水材料;环氧树脂;聚氨酯 |
| 摘要： | 透水材料是“海绵城市”建设的关键材料。合成树脂类透水材料由于具有常温固化、强度形成快、装饰性能好等优点，广泛用于人行道、广场等场所；但与此同时，我国还面临资源短缺、固体废弃物排放量大等问题。为充分利用铁尾矿等固体废弃物资源制备有机-无机复合透水材料，本文依托国家重点研发计划“多元固废基复合透水材料及生态陶粒研发”（2019YFC190470301），研究了铁尾矿基聚合物透水材料的设计方法和制备工艺，并通过对聚合物的改性，进一步改善了透水材料的性能，最后研究了聚合物透水材料的抗堵塞能力。结果如下： （1）研究了铁尾矿的预处理方法，以铁尾矿砂为骨料、环氧树脂和聚氨酯为胶凝材料制备了聚合物透水材料。结果表明：当尾矿骨料的粒径为0.15-0.6mm、环氧树脂的掺量为5-7%时，可以得到满足标准要求的透水材料；此外，同等条件下，环氧树脂聚合物透水材料的抗压强度、抗折强度等指标均高于聚氨酯聚合物透水材料。 （2）针对聚合物透水材料常由于骨料和胶凝材料连接处薄弱而导致失效这一问题，研究了增强树脂-铁尾矿界面的方法。结果表明：添加适量的偶联剂可以促进环氧树脂的交联固化，改善铁尾矿砂和树脂界面之间的结合力，使环氧树脂或聚氨酯完整的包裹在尾矿表面，提升透水材料的力学性能；此外无机填料如纳米SiO2、纳米TiO2和纳米Al2O3可以与环氧树脂或聚氨酯产生化学键合，在树脂受力时吸取基体中的部分能量，抑制或消除树脂中微裂纹的扩散，从而达到增韧的目的。 （3）评价了不同孔径和不同孔隙率下的聚合物透水材料的堵塞规律以及透水速率恢复率。结果表明，当环氧树脂和聚氨酯的含量分别为6%时，经过标准抗堵塞试验后，透水速率能保持在初始速率的53.6%和46.2%；同时，在堵塞过程中，小尺寸的堵塞物更容易进入透水材料内部，难以清理，对透水速率的影响很大。在透水材料堵塞后，通过真空抽吸和高压水枪冲洗的方法可以将其透水能力恢复到64%左右。 论文的研究结果对促进固废资源化利用、提高海绵城市建设的质量等均具有重要的意义。 |
| 作者： | 曹港豪 |
| 专业： | 材料科学与工程 |
| 导师： | 蹇守卫 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
