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.

PSAG复合水泥的凝结性能与强度

水泥复合化能提高和改善水泥自身的性能。为了使硫铝酸盐水泥既能保持较高早期强度,又能具有稳定发展的后期强度,将硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥复合,并掺加石膏形成PSAG复合水泥进行改善性能的试验研究。结果表明:硅酸盐水泥掺量在小于70%时,复合水泥的凝结时间都更接近于硫铝酸盐水泥的凝结时间,且当硅酸盐水泥掺量为40%时,复合水泥的凝结时间为最短,初凝时间为10 min,终凝时间为13 min;硅酸盐水泥的掺量为70%时,复合水泥的标准稠度用水量最大(39%),70%之前标准稠度用水量与之呈正相关性,之后呈负相关性;较之硫铝酸盐水泥,复合水泥1 d强度有所下降,但28 d时抗折强度有较大程度的提高;石膏的掺入提高了复合水泥的早期强度,但对后期强度却有降低影响;掺入0.1%的聚丙烯纤维可以提高复合水泥的各龄期强度,其中对早期抗折强度的提高尤为明显。

牡蛎壳微粉改性水泥基复合材料性能及微观结构研究

以牡蛎壳粉部分替换传统水泥基材料,在实现牡蛎壳废物利用的同时可有效降低建材成本。利用牡蛎壳粉作为普通硅酸盐水泥掺合料,探讨其不同掺杂量及不同粉磨方式对水泥胶砂强度及安定性的影响,确定了牡蛎壳粉的适宜添加量,并用XRD、SEM及EDS等测试分析手段表征不同掺量下胶凝试块的结构及性能变化。实验结果表明,牡蛎壳的球磨方式对水泥胶砂强度有明显影响,掺加湿法球磨牡蛎壳粉的胶凝材料的强度高于相应的掺加干法球磨的样品。牡蛎壳粉的掺加量为5%时,试样的抗压强度和抗折强度分别达到49.2 MPa和7.55 MPa,显著高于未掺加的空白样品。通过安定性实验制得的试样经过预养、沸煮之后,表面均光滑、无裂纹,体积无明显膨胀或收缩,表明掺杂牡蛎壳粉的胶凝材料安定性良好。微观结构表征结果显示牡蛎壳粉在水泥胶凝材料中独立存在,主要起惰性填充作用。利用牡蛎壳微粉部分替代水泥基材料是可行的,既可以改善水泥基材料综合性能,又能节约材料成本、减少环境污染,具有良好的应用前景。

带燃烧器分解炉中多模型耦合的数值模拟

针对带燃烧器的分解炉建立模型并进行燃烧与分解耦合及NO_(x)转化的数值模拟。其中,采用多表面反应模型来计算焦炭的燃烧过程,深入剖析煤粉燃烧机理,通过自定义反应速率考虑CO_(2)分压对生料分解的影响,通过分析CO与NO的交互关系研究NO_(x)的转化情况,模拟结果与工程数据取得合理一致性。结果表明:燃烧器的存在使得煤粉大量集中在壁面附近,并沿壁面进行燃烧,极易对分解炉壁面造成损伤。煤粉燃烬率很高,其主燃烧区位于2.53—7.73 m内。生料入炉后,在9.04 m高度处迅速分解,最终分解率为91.7%,由于生料的初始分解位置高于煤粉主燃区的位置,煤粉燃烧与生料分解整体耦合性较差,炉内存在2处明显的局部高温。来自分级煤管的煤粉燃烧产生大量CO,有效地还原来自烟室的NO,还原率达到57.5%。

基于微生物矿化的水泥基材料表面防护及裂缝修复

微生物诱导碳酸钙沉淀技术是一种比较新颖、绿色环保的混凝土修复技术。针对混凝土工程裂缝等缺陷,试验研究微生物水泥对混凝土表面及裂缝的修复防护效果。研究表明,试件表面先涂覆菌液再喷洒营养液,经多次修复后,试件表面均被沉积的碳酸钙膜层覆盖,表面裂缝也均被封闭,覆膜层坚硬、致密。试件毛细吸水系数得以大幅降低,降低率达90%以上,修复效果的表征应采用毛细吸水系数及毛细吸水系数降低率综合评价。裂缝中填入石英砂(粉)作为修复基材,经微生物水泥多次注入后抗折强度均得到了不同程度的提高,特别是缝宽3.0 mm试件修复后的抗折强度最高恢复至原基准试件的78%,抗折强度提高了74%,修复效果明显;其他缝宽试件的抗折强度恢复率为60%~68%,提高率为18%~30%,裂缝越宽,修复效果相对越好。

水泥性能检测净浆拌制操作规程优化及可行性验证

水泥标准稠度用水量、凝结时间及水泥体积安定性是评判水泥质量的关键指标。然而,现行水泥净浆拌制操作规程中先倒入拌和用水再加入水泥的做法,在实际操作过程中引发了水泥质量损失、对工作人员身体造成伤害以及操作不连续的问题,从而使得水泥性能检测准确性较差。为有效解决上述问题和不足,特提出一种优化方案,涵盖改变试样添加顺序以及调整搅拌步骤等内容。通过在实际工程项目中对水泥的标准稠度用水量、凝结时间及体积安定性进行检测,充分验证了该优化方案的可行性。试验结果显示,优化后的操作规程不但提升了操作的连续性与安全性,而且有力确保了检测结果的准确性与可靠性,能够切实提高水泥物理性能检测的质量与效率,为相关规范的修订提供了极具价值的参考依据。

国外水泥工业低碳燃料类项目研究

本文从项目组织、项目目标、工艺技术特点和研发进展等方面跟踪了国外水泥工业低碳燃料类项目。研究了CEMEX公司与芬兰Coolbrook公司合作的水泥窑电气化项目,简述其RotoDynamic Heater™电力技术;介绍了CEMEX公司、桑迪亚国家实验室和Synhelion公司牵头的Solar MEAD项目,分析了其利用太阳能生产熟料的技术原理;还涉及CEMEX公司水泥厂以氢气作为燃料、英国Hanson公司Ribblesdale水泥厂氢能试验相关内容。

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。

水泥进入碳市场 提高排放数据的可靠性

0 引言水泥行业即将纳入全国碳市场,进入强制的量化减排阶段。因此,碳排放计量的准确性就变得十分重要,这不仅关乎到我国双碳目标的实现,也关乎到企业自身的经济利益。水泥行业的碳排放约占全国碳排放总量的13%,行业的减排对双碳目标的实现至关重要。评判一个国家是否实现了碳达峰碳中和,依据来自国家温室气体排放清单的数据。如果碳排放计量数据不准确,将直接影响碳排放清单的制定以及减排政策和目标的制定,从而影响双碳目标的实现。

固体废弃物+贝利特硫铝酸盐水泥混凝土冻融循环作用下水化硬化性能研究

为探究在冻融循环条件下,掺加固体废弃物的贝利特硫铝酸盐水泥混凝土的水化硬化性能,通过物理性能测试和扫描电镜,研究抗压强度、抗拉强度、吸水率的变化及微观结构调整。研究结果表明,冻融循环显著影响了材料的力学性能和微观结构,主要表现为孔隙度的增加和孔隙分布的不均匀性。这些发现为掺加固体废弃物的水泥材料设计和制备工艺提供了技术支撑。

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。

基于机器视觉识别的桥梁裂缝检测算法研究

随着我国大型桥梁数量快速增多,虽然结合桥检车和桥检船的传统人工巡检为保障桥梁安全发挥了重要作用,但对于特殊结构桥梁,在某些情况下,存在检查盲区和检测速度偏低的弱点。因此本文针对普通无人机和爬壁机器人在桥梁检测中容易碰撞、检测精度不足、效率较低的问题,提出基于机器视觉识别的桥梁裂缝检测算法系统。该系统采用基于Hessian矩阵的裂缝几何参数提取方法对采集的数据进行处理,实现了桥梁表观微小裂缝的高精度快速检测。对混凝土结构损伤评估和维护提供一定的理论和技术支撑。

基于深度学习的桥梁表观病害目标检测研究

为解决无人机系统应用于桥梁巡检碰到的主要问题,本文首先通过对深度学习神经网络和拟采用的目标检测算法YOLOv8的原理和损失函数构造进行详细研究分析,并研究改进YOLOv8的桥梁表观病害识别方法,然后通过模型对比,最后将改进的YOLOv8的桥梁表观病害目标检测方法应用于桥梁典型病害分析、融入人工标注数据研究、仿射变换数据开展图像增强研究,得出改进后的YOLOv8实现了对桥梁表观缺陷小目标的精确检测,从检测的识别率和准确率都较相关的SSD、YOLO这类单阶段检测算法具有较大提升,有效证明该方法的有效性,为桥梁检修和维护提供了便利和支持。

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。

水泥行业双碳体系下全氧燃烧碳减排技术装备研发及示范应用

分析了水泥工业碳排放的来源及特点,介绍了实现水泥工业碳减排的主要技术路径,对比了全氧燃烧、钙循环、燃烧后捕集等典型碳捕集纯化技术特点,结果表明,采用全氧燃烧技术综合成本较低,碳减排效率较高。通过全氧燃烧关键核心技术装备攻关,研发了“强旋流全氧预燃烧炉+富集提浓组合式分解炉”专利技术,建立了O_(2)/CO_(2)介质的燃烧模型和高CO_(2)浓度下的生料分解模型,进行了全氧耦合无焰燃烧技术开发和热态模拟中试试验,建成了国内外水泥行业规模最大的年捕集20万吨CO_(2)工业级示范线。实践表明,利用全氧燃烧技术,可将水泥厂废气中的CO_(2)浓度提高至80%以上,经过变压吸附和低温蒸馏后,CO_(2)纯度>99%。

煤矸石高效利用系统在降低水泥烧成煤耗中的应用

为降低水泥生产煤耗,同时实现煤矸石固废的高效高价值利用,设计出煤矸石高效利用系统。系统将煤矸石单独粉磨后送入分解炉内燃烧,喂入分解炉内的煤矸石粉量为3 t/h时,煤矸石带入的热量为3.82 kg/t;此时,熟料烧成热耗降低了3.32kg/t,计算得煤矸石粉的热效率为86.95%,节煤效益为393元/h;去除煤矸石粉加工成本后,可增加经济效益为123元/h,折合单位熟料生产成本降低0.95元/t。

不刮瓦轴承的两个基础理论及其实例计算分析

不刮瓦轴承在我国水泥工业应用中存在两个问题:一是对其形成楔形间隙的必要性和重要性的认识模糊甚至存在疑虑;二是担心管磨机主轴承球面瓦的巴氏合金轴瓦会被压坏。为消除当前不少人对不刮瓦轴承技术的疑虑和担心,通过对不刮瓦轴承两个基础理论及其实例计算进行分析,得出结论:(1)不刮瓦轴承即无负荷时轴颈与轴瓦接触角φ=0的滑动轴承,是一种当前最先进的滑动轴承;(2)在管磨机中,水泥磨机主轴承轴瓦的负荷是最大的或者说是最重的,经过实例计算表明其安全系数n最小者竟然大于10,表明巴氏合金轴瓦是绝对不会被压坏的。

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。

回转窑等大型半开式大小齿轮轮齿损伤及失效分析

通过提供的许多宝贵实物照片和拓印图,对回转窑类和筒式磨机等转筒设备大型半开式大小齿轮的轮齿损伤及失效进行分析。分析表明,以前有人认为点蚀在这种传动中不存在的说法是不全面的;在闭式齿轮传动中存在的各类齿轮轮齿损伤,不仅都存在于半开式齿轮传动中,而且是只多不少。从齿轮轮齿损伤的成因和机理出发,介绍部分既经济又实用的解决及处理方法,对进一步研究提高这种大型半开式齿轮传动的使用寿命具有极为重大的意义。

多场腐蚀耦合作用下混凝土耐久性变化分析

为研究腐蚀环境下混凝土耐久性性能变化,开展了氯离子腐蚀、硫酸根离子腐蚀和氯离子-硫酸根离子共同腐蚀作用下混凝土耐久性性能变化研究,并对比分析了单一腐蚀因素对混凝土耐久性性能的影响。试验结果表明,在单一因素腐蚀试验下,随着混凝土深度的递增,混凝土中氯离子和硫酸根离子的含量也逐渐降低;在单一因素腐蚀试验下,硫酸盐离子对混凝土耐久性的影响要高于氯离子;耦合环境下混凝土耐久性性能迅速下降,其影响性能要高于硫酸盐环境和氯离子环境。