煅烧凝灰岩对水泥水化产物和硬化体孔结构的影响

为探明煅烧凝灰岩对水泥水化产物的影响,借助X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等测试方法,分析了700℃下煅烧不同时间后凝灰岩的矿物组成及其对水泥水化产物和硬化体孔结构的影响.结果表明:煅烧后凝灰岩中的沸石水、结构水和吸附水被脱除,斜发沸石等沸石矿物架状结构发生破坏,形成无定形的SiO_(2)和Al_(2)O_(3);煅烧凝灰岩有助于水泥中的水化硅酸钙(C-S-H)、钙矾石(AFt)和单硫型水化硫铝酸钙(AFm)形成,且降低了C-S-H的钙硅比(n(Ca)/n(Si)),消耗了Ca(OH)_(2),水泥更易发生碳化;水化28 d后,煅烧凝灰岩水泥的孔隙率降低,孔径分布更细,从而提高了水泥强度.

不同处理工艺下钢渣的铁相赋存状态及其对磁选粉收得率和尾渣胶凝活性的影响

钢渣中含有的金属铁及其氧化物是一种高附加值的可再生资源,同时钢渣又可以作为矿物掺合料用在建材行业中。钢渣经不同冷却处理工艺,物相发生演变,从而影响钢渣中铁的回收及尾渣的胶凝活性。为了提高钢渣中铁资源的回收和尾渣的有效利用,文中针对热泼、辊压破碎-有压热闷和辊压破碎-热泼3种不同处理工艺下的钢渣,利用岩相分析、X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜-能量色散谱仪(SEM-EDS)、化学物相选择溶解等手段对不同处理工艺下钢渣的铁相分布及富集状态进行研究,并测定其磁选粉收得率和铁品位,以及尾渣的胶凝活性。结果表明:热泼工艺下钢渣中金属铁更易富集沉积,铁相主要以FeO均匀分布在RO相和铁酸盐相中,相中Fe占比较少,磁选粉收得率较高,但铁品位较差,分别为32.22%和33.43%;辊压破碎-有压热闷渣中未见明显金属铁粒,但含铁相中Fe占比较多,磁选粉收得率低,但铁品位较高,分别为28.37%和37.12%;辊压破碎-热泼渣中,铁相主要以Fe2O3形式存在于铁酸钙相和硅酸盐相,相中Fe占比较多,且含有磁性铁Fe3O4,磁选粉收得率高,铁品位也高,分别为37.60%和39.69%。辊压破碎-有压热闷渣中C2S含量相对更多且发育较好,胶凝活性高,7d及28d活性指数分别为78%和92%;辊压破碎-热泼渣的7d活性指数较低,为66%,但28d活性指数增长到92%;热泼渣的胶凝活性居中。

复合矿物掺合料颗粒级配优化及多级球磨串联制备技术

复合矿物掺合料多由混合粉磨工艺制得,无法调控各组分粒径,存在过粉磨和欠粉磨问题,导致产品需水量高或活性低。分别粉磨工艺可以实现各组分粒径的分别调控,但设备投资大、改造成本高、对场地空间要求高,未在传统生产企业推广应用。因此本文研究了矿渣、粉煤灰粒度搭配对复合矿物掺合料性能的影响,利用嵩基新材料公司磨机数量多的特点,通过多台球磨串联、分段喂料等工艺分别控制矿粉和粉煤灰粒径,调控各磨机喂料量制备了不同活性指数的复合矿物掺合料。喂料量为37.5 t/h时,该制备技术的电耗和碳排放分别为40.5 kWh/t和48.6 kg/t,复合矿物掺合料7 d活性指数达71.1%,综合效益相对最佳。降低喂料量至28.8 t/h,复合矿物掺合料的7 d活性指数可由40.0 t/h时的68.4%提高至74.8%,但电耗和碳排放较高。

纳米偏高岭土复配PVA对水泥早强性能的影响研究

为了改善矿用水泥基封孔材料早期强度低的缺陷,在水泥的原有基础上添加纳米偏高岭土复配PVA(聚乙烯醇)作为早强剂改善水泥早期强度。通过抗压强度、流动度、凝结时间的测试以及XRD、SEM等微观结构分析得出,当纳米偏高岭土质量比为5%,PVA质量比为0.2%时,对水泥早期强度的提高最明显,其相较于同龄期空白组1、3、7 d的抗压强度分别提升了77.1%、40.03%、27.15%。PVA作为分散剂加入,使得纳米偏高岭土复配PVA的实验组水泥水化速率加快,水化产物增多,内部结构更加紧密,抗压性能更好。

脱硫石膏和磷石膏作调凝剂对水泥性能影响的对比研究

使用工业副产脱硫石膏和磷石膏替代天然石膏作水泥调凝剂,是大量消纳这些固废的有效途径之一。有鉴于此,本文在对硫石膏和磷石膏理化性质研究的基础上,系统对比研究了两类石膏作调凝剂对水泥性能的影响,结果表明:脱硫石膏呈中性,但磷石膏来源不同,可呈强酸性、中性和强碱性。试验所用四种石膏的F、P、重金属浸出特性和反射性均满足一类建材的要求。脱硫石膏所配水泥的性能稳定性较好,掺量波动对水泥性能影响也较小,但磷石膏杂质成分复杂,所配水泥的凝结时间较长,一般为脱硫石膏所配水泥凝结时间的二倍以上。磷石膏产地和掺量变化对所配水泥的凝结时间和强度影响较大,使用过程中需严格控制掺量,否则会导致水泥不合格。

边缘氧化对石墨烯水分散性能的影响

为改善石墨烯的水分散性,将石墨烯粉碎后置于高锰酸钾(KMnO_(4))与硫酸的混合水溶液中低温处理1~4 h,尝试通过一种较温和的氧化方式在石墨烯表面尤其是边缘位置引入含氧集团,调整表面极性;研究中,用紫外-可见光分光光度计评价边缘氧化石墨烯在水中的分散性和稳定悬浮能力,用拉曼光谱、X射线衍射仪、扫描电镜对样品进行微观结构表征。结果表明:KMnO_(4)用量为石墨烯质量的30%、硫酸质量分数70%、冰水浴反应3.5 h时,边缘氧化石墨烯的水分散性能最佳,且氧化处理过程不会过度破坏石墨烯的片层结构,使其仍表现出石墨烯的理化特性。

凝灰岩机制砂特性对砂浆流动度和强度的影响机理

对来自10个不同厂家的凝灰岩机制砂的压碎指标、堆积密度、空隙率、饱和面干吸水率和比表面积等特性进行测试分析,研究各类特性与砂浆流动度、抗压强度和抗折强度的相关性,并分析其内在机理。研究结果表明,机制砂的棱角增大压碎指标值和堆积空隙;母岩岩相和石粉增大机制砂的饱和面干吸水率和比表面积;吸水率差异将严重影响砂浆的流动度及其经时损失,吸水率越大,流动度越小,经时损失越大。当水灰比同为0.5时,机制砂砂浆抗折和抗压强度均高于标准砂配制的砂浆,主要是由于机制砂表面粗糙,机械咬合力强,以及机制砂吸水率相对较大,能有效改善界面过渡区;流动度相同时,对强度的影响程度随流动度大小而变化,流动度为180 mm时,机制砂砂浆强度依然高于标准砂砂浆,但当流动度增大至240 mm时,由于水灰比大幅增加,机械咬合力和界面过渡区优化作用弱化,机制砂砂浆远低于标准砂砂浆的强度。

不同矿物掺合料对水泥干缩性能影响的试验研究

文章主要研究不同矿物掺合料(粉煤灰、矿粉、硅灰)不同掺量对普通硅酸盐水泥干缩性能的影响。研究表明:不同矿物掺合料(粉煤灰、矿粉、硅灰)不同掺量对普通硅酸盐水泥干缩性能影响规律不同,其中:硅灰的掺量变化对普通硅酸盐水泥的干缩性能影响较小,掺加矿粉的其次,掺加粉煤灰的影响最大。

低品位石灰石矿的开采与利用对策

为了提高低品位(低钙、高铝、高硫)石灰石矿的利用率,对石灰石进厂历史质量数据及现场钻孔取样进行分析,在掌握低品位石灰石矿山储量及组分分布特点的基础上,优化开采条件,实施精细配矿,对组分进行在线监测。以上措施稳定了石灰石入厂质量,实现了低品位石灰石生产低钙熟料的目标,提高了矿山废石利用率,延长了矿山寿命,并为企业持续发展解决了石灰石供应问题。

稻壳灰对水工混凝土性能的影响

为了研究稻壳灰对水工混凝土力学和耐久性能的影响,文章通过试验对稻壳灰混凝土的抗压强度、抗拉强度、吸水性以及氯离子的渗透性进行分析。结果表明:使用氧化铝纳米颗粒和稻壳灰混合物的混凝土可明显减小氯化物渗透,将12%的RHA和氧化铝纳米颗粒相结合生产改性混凝土,可显著提高混凝土微观结构的致密化。

二乙二醇复配硫酸锂对水泥材料早强性能研究

为改善水泥基封孔材料在煤矿工作环境中存在的早期强度低、自收缩、流失率高等缺陷,以水泥为基础,添加硫酸锂和二乙二醇进行复配。通过抗压强度、流动度、凝结时间、XRD、电镜扫描(SEM)等表征,研究了复合早强剂对水泥早强效果的影响。结果表明,添加质量比为0.4%的硫酸锂和质量比为0.04%二乙二醇到水泥材料中,效果最好,相较于同龄期空白组抗压强度分别提升96.59%、26.87%、25.32%、27.21%,且初终凝时间明显缩短。通过微观分析可知,硫酸锂和二乙二醇复配,加快了C_(3)S、C_(2)S的反应进程,缩短水泥凝结时间,CH和C—S—H会形成水化膜覆盖在水泥颗粒表面,使内部结构更为紧密,改善了水泥内部构造,显著提高了水泥基材料的早强性能。

高硅砂岩配料生产高抗硫酸盐水泥熟料的实践

埃及B.S项目根据业主要求生产高抗硫酸盐水泥熟料,铝酸三钙含量要求小于3.0%。回转窑设计产能6 000 t/d,目前稳定运行在6 500 t/d。本文重点介绍利用高硅砂岩生产高抗硫酸盐水泥熟料生产工艺及遇到的问题总结。

节能型水泥生料助剂的研究与应用

生料粉磨在水泥生产环节中举足轻重,为提高生料粉磨效率,响应国家双碳政策,进行节能降耗,文章提出一种节能型水泥生料助剂。通过工厂生产实验,并对生料助剂节煤作用进行机理探讨,经济效益分析。结果表明此种生料助磨剂能够在生料煅烧中降低分解炉出口温度和二次风湿温,提高了熟料的质量,具有良好的生料粉磨提产效果和节煤效果。

少量样品的熟料抗压强度检测方法设计与优化

设计一种“少量样品的熟料抗压强度检测方法”,仅需要少量水泥熟料即可比较同一实验条件下不同熟料的抗压强度。检测样品量远低于ISO法,实验可操作性强,且检测结果稳定性较高。检测结果与ISO法较接近,对生产具有指导意义。

水泥原材料中总铬检测标准方法验证

为了有效控制水泥中重金属铬,构筑健康的人居环境,准确地检测限制水泥原材料中总铬是非常必要的。对标准方法《水泥原材料中总铬的测定方法》,采用分光光度法测定水泥原材料中总铬含量方法进行了验证。通过分析与研究所测得的线性关系、检出限、精密度,并且计算得出该方法检出限为0.0089mg/L,相对误差均能满足要求,表明该方法适用于现有水泥生产过程中原材料的检测,在实验室内准确可行。同时对检测实验过程中出现的细节问题提出了操作建议,有助于检测过程细节的规范、完整、准确。

纳米SiO_(2)活化磷渣水泥胶凝材料性能研究

大量磷渣堆积严重污染了环境,将其应用于混凝土材料中可实现固废利用,但是磷渣的引入会严重降低水泥强度,因而将纳米SiO_(2)引入到磷渣混凝土中可以实现大掺量应用磷渣资源,实现节能减排。研究中发现,磷渣掺量10%、20%和30%,随着磷渣掺量增加,对水泥砂浆的早期强度影响较大,强度显著降低;纳米SiO_(2)颗粒按照水泥用量的0.5%、1.0%、2.0%、4.0%和8.0%掺加,当掺量不超过4.0%的条件下,磷渣水泥的标准稠度用水量和凝结时间不断减少,并且强度得到了一定的改善,但是当掺量达到8.0%时,磷渣水泥的标准稠度用水量和凝结时间反而增加,对应强度也有所降低。因而,通过纳米SiO_(2)颗粒的合理引入,可以有效改善磷渣胶凝材料的活性,提高固废资源消纳,有助于环保和资源化社会发展。

地质灾害治理工程勘查设计与施工的困难点探析

地质灾害治理工程是保障社会安全稳定与生态环境的重要工作,然而在实施过程中,常常面临着诸多挑战与困难,这些困难源于技术层面的挑战及实际操作中的难点。地质灾害的治理往往要充分的综合利用地质学、土木工程学、钻探工程学、环境科学等多个学科的知识,而这种跨学科的综合应用要具备高水平的专业技能及综合素养。勘查设计阶段还存在着不同程度的信息不充足、不确定,尤其是在复杂地质条件下,面对不完全的数据与模糊的情况进行决策,对工程师提出了更高的要求。再者面对地质环境的复杂性、工程量大、工期紧等困难,要在实践中不断探索与创新。针对这些困难,要不断的加强技术能力培养与实践经验积累,同时注重团队合作与风险管理,以应对复杂多变的工作环境。

风冷高炉矿渣的超细粉磨与化学激发联合活化研究

风冷高炉矿渣水化活性低,某企业工业试验中使用风冷高炉矿渣作混合材生产复合水泥时,矿粉在水泥中的掺量通常低于30%。本文提出超细粉磨和化学激发联合活化的技术思路,改造粉磨工艺实现风冷高炉矿渣超细粉磨,并探究了粉磨工艺参数对矿粉粒径和活性指数的影响,当矿粉比表面积为650 m^(2)/kg时,28 d活性指数为88.4%,比原生矿粉提高了26.2%。在化学激发方面则研究了激发剂种类、掺量以及多元复配对矿粉活性的影响,最终以硫酸钠、硫酸铝钾和三乙醇胺为主要成分制备了一款复合激发剂,矿粉粉磨过程引入1.5%复合激发剂即可使7 d活性指数提高16.9%。

煤矸石制备绿色低碳水泥的研究进展

煤矸石是煤炭开采和洗选过程中排放的副产物,煤矸石的大量堆存占用土地和污染环境。为推动煤矸石的资源化利用进程,本文归纳了煤矸石的物理化学特性,在此基础上,系统总结了煤矸石在水泥中的利用现状和作用机理,讨论了煤矸石在制备水泥过程中存在的问题,并对未来的煤矸石资源化利用提出了建议。

基于一种新型触变剂的堵漏水泥浆体系

天然大缝洞、薄弱泥页岩、窄安全密度窗口等复杂地层造成恶性井漏问题突出,堵漏成功率低,已成为制约钻井工程提质增效的重要技术难题之一。基于触变剂作用机理,利用纳米二氧化硅与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)3种单体进行接枝共聚,开发出了一种有机与无机相结合的新型低黏触变剂XZ-CBL,并配套优选了降失水剂和缓凝剂,形成了触变堵漏水泥浆体系。测试结果表明,触变堵漏水泥浆体系流动性好,初始稠度可低至10Pa·s,静置10min后表现出较强的触变性,停机稠度增值大于20 Pa·s,再次剪切稠度迅速恢复至停机前稠度,具有可泵性好、滞留性强的特性。