介绍我们面临着严重的全球环境问题，即自然资源短缺和废物处理的增加。为了建立一个可持续发展的社会，迫切需要开发创新的再循环技术，以减少对地球的影响。日本的一个严重问题是垃圾和废物的处理，因为缺乏废物处理场。2000年，日本的工业废物排放量为4.06亿吨[1]。在19类工业废物中，污泥占比最大，为47%(1.89亿吨)。污泥循环利用率最低，为8%。因此，利用污泥的新型再循环技术将对可持续社会发挥重要作用。 水热反应是一种有效的低能耗废物转化方法，利用低硅材料对其进行了研究2和high-Al2O3.含石灰的起始材料[欧洲杯足球竞彩2-5]。虽然已经有很多关于CaO - SiO中的水热反应的研究发表2系统中，高铝的影响鲜有报道2O3.水热固化过程中，起始废料中的含量对强度发展的影响。水石榴石(Ca3.艾尔2（SiO）4)（哦）8)导致强度降低[6]。通过控制水热形成的铝相如水石榴石和沸石[5]的晶粒尺寸，可以避免这一问题。含有极细石英和粘土矿物颗粒的污泥通常用聚合氯化铝（PAC）混凝剂处理欧洲杯猜球平台，从而产生较高含量的活性无定形Al（OH）3.在污泥。因此，水热反应有可能应用于污泥的再循环技术。 本工作的目的是研究添加Ca(OH)2水净化污泥-氢氧化钙水热反应体系的强度发展及其与微观结构的关系。 实验样品制备日本中部一家水净化厂的污泥和氢氧化钙(Ca(OH))2，UBE Industries，Ltd.，日本）用作起始材料。欧洲杯足球竞彩表1显示了污泥的化学成分。SiO2和艾尔2O3.含量分别为33%和25%。Al/（Al+Si）原子比为0.47。污泥的x射线衍射图谱(XRD)显示，石英、白云母、钠长石、斜赭石和高岭石是污泥的主要组成矿物(图1)。从PAC中提取的氢氧化铝似乎是无定形的。污泥在600°C下煅烧5 h以去除有机化合物，然后进行湿法球磨。
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图1所示。水净化厂污泥的XRD图谱（Q；石英（SiO2), M;莫斯科(粗铁2(如果3.Al）O10（哦，F）2);钠长石(NaAlSi3.O8)，Cl；斜绿岩（（Mg，Al）6(硅、铝)4O10(哦)8), K;高岭石(Al2硅2O5(哦)4)). |
表1。净水厂污泥化学成分(质量%)。
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33 |
25 |
6．3 |
1.1 |
1.2 |
1.1 |
0.5 |
0.6 |
0.6 |
0.2 |
0.3 |
1.3 |
1.7 |
26.5 |
*L.O.I是指点火损失。
对煅烧污泥和氢氧化钙进行称重，以获得氢氧化钙/（氢氧化钙+煅烧污泥）质量百分比为0、2、5、10、15和20的混合物，其分别相当于0.02、0.04、0.07、0.12、0.18和0.25的体积钙/（铝+硅）原子比。称重后，添加额外量的蒸馏水进行混合和成型（粉末混合物质量的30%）。尺寸为15（W）×10（H）×40（D）mm的矩形试样通过在30 MPa下的单轴压缩和在220°C下的饱和蒸汽压力下的水热处理10 H形成。绿体的容重约为1100kg·m-3．分析方法水热处理后，试样在80°C下干燥2天。测试干燥试样的三点弯曲强度（Tensilon RTM-500，A&D，日本；支撑距离30 mm，十字头速度0.5 mm·min-1)，并根据质量和尺寸计算其容重。通过XRD分析（RAD-B，日本日惹县）确定了构成试样的相。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM: JSNM-5400, JEOL, Japan)对试样进行微观组织观察。通过分析转化电子显微镜(TEM: JEM-2010F, JEOL, Japan)测定了形成相的原子比。用N2气体吸附BET法和BJH法（Macsorb HM，型号-1201，日本Mountech），通过压汞孔隙率测定法测定压汞孔分布（美国Quantachrome的PoreMaster-33P）。自湿控制性能由试样(宽度为55 mm，在25ºC时(PR-3KP, Espec Co.， Japan)， 90%RH和50%RH之间的高度5mm，深度55mm。通过热力学分析(TMA: TMA8310，日本Rigaku)和热重-差热分析(TG-DTA: TAS-300，日本Rigaku)对其耐热性进行了评估。 结果和讨论反应产物X射线衍射结果图2显示了添加不同量Ca（OH）的试样的XRD图谱2220°C蒸压10小时。尽管添加了不同量的Ca（OH），高压灭菌后的XRD图谱相似2．未观察到典型的结合化合物如托贝莫来石或铝酸钙硅酸盐水合物，表明反应产物具有接近无定形性质。
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图2。不同添加量Ca（OH）试样的XRD图谱2在220°C下蒸压10小时（Q；：石英（SiO2), M;莫斯科(粗铁2(如果3.Al）O10（哦，F）2);钠长石(NaAlSi3.O8)，Cl；斜绿岩（（Mg，Al）6(硅、铝)4O10(哦)8),年代;3基地2O3.4·所以3.·8H2O、 安；硬石膏4)，H；水石榴石（约3.艾尔2（SiO）4)（哦）8)，C，方解石（CaCO3.)). |
无水石膏(卡索4)对所有标本进行了观察。仅使用污泥（Ca（OH）的试样2=0质量%）得到3Al2O3.4·所以3.·8H2O。添加10质量%Ca（OH）的试样形成水石榴石2甚至更高。至于起始原料，石英、白云母、钠长石、斜绿石仍然存在。 扫描电镜反应产物的观察及化学组成图3为不同添加量Ca(OH)试样的SEM照片2220°C蒸压10小时。除Ca(OH)质量%为5%的试样外2，观察到水热形成的板状相。随着Ca（OH）的增加2此外，板状相的厚度增加。对于Ca（OH）质量分数为5%的试样2，主要观察到几十nm大小的颗粒为欧洲杯猜球平台水热形成相。
（a） 
（b） 
（c） 
（d） |
图3。添加(a) 0， (b) 2， (c) 5和(d) 20质量% Ca(OH)的试样的SEM照片2在220°C下蒸压10小时后。 |
表2列出了Ca（OH）质量分数为5%的试样中颗粒相的主要元素比率2通过分析TEM测量。形成相中的主要元素为Al和Si，平均Al/(Al+Si)比为0.57,Ca/(Al+Si)比为0.02。然而，不可能确定形成的相。 表2。试样中添加5质量%Ca（OH）的水热形成相的TEM分析结果2220°C蒸压10小时(原子比)。
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0.371 |
0.590 |
0.020 |
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0.431 |
0.757 |
0.015 |
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0.490 |
0.960 |
0.019 |
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0.603 |
1.520 |
0.034 |
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0.608 |
1.551 |
0.028 |
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0.653 |
1.882 |
0.019 |
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0.705 |
2.386 |
0.015 |
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0.731 |
2.719 |
0.015 |
平均 |
0.574 |
1.546 |
0.021 |
标准差 |
0.130 |
0.763 |
0.007 |
抗弯强度
堆密度在水热过程中没有发生变化，几乎保持不变~ 1100公斤·m-3后热液治疗。图4显示了经水热处理的主体在220°C下10 h的弯曲强度，该强度是添加Ca（OH）量的函数2．值得注意的是，不添加Ca(OH)2其弯曲强度为8.5MPa，约为坯体的8倍。说明煅烧污泥是一种适宜的水热固化废弃物。抗弯强度的最大值为在Ca（OH）下为13 MPa2=5质量%。随着Ca（OH）的增加2此外，在Ca（OH）下，强度降低至1MPa2=15质量%，与绿体相当。研究认为，随Ca(OH)变化的抗弯强度2添加量受SEM观察到的微观结构差异的影响。
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图4。抗弯强度随Ca(OH)添加量的变化2．标本在220℃下蒸压10 h。 |
虽然结合材料尚不明确，但XRD和TEM分析欧洲杯足球竞彩结果表明，Al/(Al+Si)比为0.57,Ca/(Al+Si)比为0.02的近无定形铝酸盐硅酸盐水合物可能存在。由于硬石膏即使在强度最低的试样中也会形成，因此它不能作为粘结材料。 微观结构压汞孔隙率测定法图5为压汞法测得的微孔分布。水热处理产生了从1µm到0.01-0.02µm的模式孔径偏移。随着Ca（OH）的增加2此外，高压灭菌后的模式孔径增加：0.02µm（Ca（OH）2=0质量%），0.01µm（Ca（OH）2=2,5质量%），0.02µm（Ca（OH）2=10质量%）和0.05µm（Ca（OH）2=20质量%）。由于弯曲强度随模态孔径的减小而增大，因此细孔的形成影响了强度的发展。
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图5。试样（a）在高压灭菌前和（b）在220°C高压灭菌10 h后的汞侵入孔径分布。 |
N2吸附孔隙率测定法水热处理使试样的比表面积增大。对于Ca（OH）质量分数为5%的试样2，比表面积由30.2m增加2·g-1到157.62·g-1通过水热处理。这归因于纳米级反应产物的形成（图3（c））。比表面积是蒸压加气混凝土的5倍，蒸压加气混凝土是一种水热固化多孔材料[7,8]。 图6为Ca(OH)质量%为5时试样的孔隙分布2高压灭菌后。在4nm处有尖峰，在7nm处有宽峰。
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图6。N2加入质量% Ca(OH)试样的吸附孔径分布2220°C蒸压10小时。 |
申请建筑材料欧洲杯足球竞彩净水污泥制备的介孔材料具有较高的比表面积和孔分布，适合作为自调湿材料。欧洲杯足球竞彩根据开尔文方程[9,10]，孔欧洲杯足球竞彩径为3至7 nm的介孔材料能够将湿度保持在40%至70%的范围内。表3显示了各种材料的湿度控制特性。欧洲杯足球竞彩试样中加入质量%的Ca(OH)2具有较高的湿度控制性能（460g·m-2)比雪松（65g·m）高-2)和水热固化废土（76 g·m-2)[11]。 表3。水热固化净水厂污泥、废弃土壤和雪松的调湿性能
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来自净水厂的水热固化污泥添加了质量分数为5%的Ca（OH）2 |
460 |
水热固化的废土 |
76 |
雪松 |
65 |
由TMA和TG-DTA结果(图7、8)可知，净水污泥中孔材料具有较高的耐热性。欧洲杯足球竞彩在TMA结果中，在800°C下几乎没有观察到尺寸变化。这表明，净水污泥中的介孔材料具有较高的耐热性，与以托贝莫来石为粘结材欧洲杯足球竞彩料的普通蒸压绝缘材料一样[12]。
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图7。添加5质量%Ca（OH）的试样的TMA曲线2220°C蒸压10小时。 |
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图8。添加5质量%Ca（OH）试样的TG-DTA曲线2220°C蒸压10小时。 |
较高的吸湿性和耐热性表明可应用于建筑材料，如自调湿瓷砖或板材。欧洲杯足球竞彩 结论采用水热反应法对净水厂污泥的回收利用技术进行了研究。掺5%氢氧化钙的污泥固化试样抗弯强度最高，为13 MPa，堆积密度为1090 kg·m-3，这是由于形成了大约几十纳米大小的水合物。高比表面积为157米2·g-1，较高的吸湿量和较高的耐热性表明其可应用于建筑材料，如自调湿材料。欧洲杯足球竞彩 参考年代1.《日本以循环利用为基础的社会白皮书2003》，环境省，京成公司，东京，(2003)第47-51页。 2.高岭石-石英-石灰混合物的水热固化研究，中国石油大学学报(自然科学版)。陶瓷。Soc。， 83[7](2000) 1739-1744。 3.“沸石沸石的形成与废水的水热固化”，《材料科学与工程》。民事Eng。， 12[4](2000) 302-306。 4.O. Watanabe, K. Kitamura, H. Maenami和H. Ishida，“水热处理二氧化硅砂与石灰的复合”，J. Amer。陶瓷。Soc。， 84[10](2001) 2318-2322。 5.H.Maenami，N.Isu和E.H.Ishida，“利用水热技术固化富铝无机废料”，J.Ceram.Soc.日本，出版。欧洲杯足球竞彩 6.I.Stebnicka Kalicka，“热分析在蒸压水泥浆体和砂浆相组成研究中的应用”，Therm。《分析》，1（1980）369-374。 7.N. Isu, S. Teramura和T. Mitsuda，“蒸压加气混凝土制品的断裂韧性”，在硅酸盐学报，37，水泥基材料的现状，未来和环境欧洲杯足球竞彩埃德·M·穆克瓦、S·L·萨克、K·卢克和M·格鲁采克），阿米尔。赛拉姆。《社会学》，韦斯特维尔（1992年），第129-137页。 8.N.Isu、S.Teramura、H.Ishida和T.Mitsuda，“矿渣加气混凝土蒸压过程中力学性能的演变：II断裂韧性和微观结构”，J.Amer.Ceram.Soc.，77[8]（1994）2093-2096。 9S.Tomura，M.Maeda，K.Inukai，F.Ohashi，M.Suzuki，Y.Shibasaki和S.Suzuki，“用于湿度自控材料的各种粘土和相关材料的水蒸气吸附性能”，粘土科学，10[3]（1997）195-203。欧洲杯足球竞彩 10S.Tomura，“高岭石粘土和调湿材料的合成研究”，J.Ceram.Soc.日本，110（2002）71-77。欧洲杯足球竞彩 11H.Maenami，H.Shin，E.H.Ishida和T.Mitsuda，“水热固化废土壤”，日本《跨材料研究社》，25[2]（2000）649-652。 12《水热科学手册》，Gihodo shupan有限公司欧洲杯线上买球，东京，(1997)310-320页。 详细联系方式
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