Effect of Fly Ash and Silica Fume on Hydration Rate of Cement Pastes and Strength of Mortars

The effect of fly ash and silica fume on hydration rate and strength of cement in the early stage was studied. Contrast test was applied to the complex cementitious system to investigate the hydration rate. Combined with mechanical strength, the influence of fly ash and silica fume during the hydration process of complex binder was researched. The peak of the rate of hydration heat evolution and the mechanical strength decreased as the ratio of fly ash increased, however, as the ratio of silica fume increased, the peak of the rate of hydration heat evolution and the mechanical strength increased obviously. When the ratios of fly ash and silica fume are 10% and 5%, the peak of the rate of hydration heat evolution is the highest. At the same time 7 days of flexural and compressive strength are the highest as 8.89 MPa and 46.52 MPa, respectively. Fly ash and silica fume are the main factors affecting the hydration rate and the mechanical property.

粉煤灰浆液氨吹脱及其膏体制备特性

为改善含氨粉煤灰对充填膏体性能带来的不利影响,提高粉煤灰的利用率,实验采用空气吹脱粉煤灰浆液的方式进行脱氨,探究吹脱时间、气浆比、固液比、温度和加碱量等影响因素对粉煤灰脱氨率的影响.结果表明,通过响应面优化吹脱条件,控制吹脱时间1h、气浆比900、固液比0.219、温度26.785℃和加碱量1.802%,预测总脱氨率最高达97.178%,与实际误差率在2%以内.经优化吹脱后所制备的粉煤灰充填膏体,仅在养护前期有少量的氨气释放,其泵送性能和微观结构相较于原含氨粉煤灰膏体都得到改善,且在养护28d后,抗压强度提升高达57%.

铝灰碱法烧结熟料溶出过程及超声协同作用研究

二次铝灰碱法烧结熟料溶出过程是回收氧化铝的重要环节,当溶出过程关键参数控制不当,会造成氧化铝溶出率低、能耗较高。为了提高氧化铝溶出率,了解氧化铝溶出机制,降低溶出过程能耗,探究了二次铝灰碱法焙烧熟料常压溶出过程中温度、时间、液固比与熟料中氧化铝溶出率的关系及熟料中NaAlO_(2)溶出过程动力学,考察了施加超声对氧化铝溶出率的影响。结果表明:熟料溶出过程优化参数为溶出温度为80℃、溶出时间为15 min、液固比(体积质量比,mL/g)为15,氧化铝溶出率可达92.3%;溶出动力学表明,NaAlO_(2)溶出过程受内扩散控制,表观活化能为13.45 kJ/mol;发现施加超声可在相同氧化铝溶出率下降低溶出温度至70℃并缩短溶出时间至9 min。该研究结果可为二次铝灰碱性焙烧熟料溶出过程降低能耗和提高效率提供新的理论参考和基础数据。

危废综合焚烧回转窑经济高效运行的技术难点及对策

随着国内危险废物处理产业化快速发展,回转窑综合焚烧技术得到了广泛应用,但其工业化应用存在回转窑工况不稳定、焚烧性能差、灰渣率高等问题,严重影响焚烧效率和运行成本。以危废综合焚烧的灰渣率为切入点,从回转窑焚烧机理、工艺设计、工艺控制、工艺运行等方面分析了灰渣率高的原因,并提出了相应的解决对策和建议,为危废综合焚烧回转窑经济高效运行和产业高质量发展提供参考和借鉴。

基于分段拼接的卷烟侧面生成及包灰测定

【目的】建立准确、完整分析卷烟静燃模式下包灰率的方法。【方法】将烟支放置在高精度旋转平台,采集烟灰柱的视频并转换为图像,通过图像预处理、分段拼接、伽马校正和直方图均衡化等处理生成烟灰柱的完整侧面展开图;通过K-means聚类算法进行图像分割并提取裂口区域,统计包灰的像素数和侧面展开图的像素总数,计算两者的比值得到卷烟的包灰率。【结果】利用该方法能够生成单支卷烟燃烧后形成的烟灰柱的完整侧面图,侧面图中的裂口走势连续平滑,实现了对静燃模式下的包灰率的精准评估,所提出的方法优于常规的测定方法。【结论】基于分段拼接而生成的卷烟侧面图像更全面的反映了烟灰柱的裂口情况,对包灰率的测定精度更高,为分析静燃模式下卷烟包灰率提供了一种高精度的测定方法。

粉煤灰对铁铝酸盐水泥水化过程的影响

通过测试流动度、凝结时间、水化热、电阻率、抗压强度、pH值以及水化产物等研究了不同掺量粉煤灰对铁铝酸盐水泥水化过程的影响。结果表明,掺入粉煤灰提高了水泥浆体的流动度,并缩短了凝结时间。铁铝酸盐水泥的早期水化速率较快,表现为早期水化放热较快,电阻率快速增长。掺入粉煤灰使得试件抗压强度降低,掺入30%粉煤灰的试件在3、28 d时的抗压强度较空白组相应值分别下降了40.4%、50.7%。在90 d龄期内,孔溶液的pH值呈现出先升高后降低的趋势,空白组试件的pH值在水化3 h时为11.09,在水化48 h时升至11.59,而后逐渐降低,在水化90 d时降至10.87。掺入粉煤灰可提高孔溶液的pH值。铁铝酸盐水泥的主要水化产物为钙矾石,而粉煤灰由于水化环境碱度不足未能发挥火山灰效应。

养生条件对掺粉煤灰水泥乳化沥青砂浆收缩及黏弹性能的影响

水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)性能易受到养生环境和原材料组成的影响,通过设置的5组养生条件和3种配合比进行CA砂浆收缩率和动态黏弹性能的测试,并采用扫描电镜观察其微观形貌。结果表明:掺加粉煤灰会适当增大CA砂浆的膨胀率,不同养生湿度下砂浆体积变化趋势不同,增大沥灰比、升高养生温度均可改善CA砂浆的体积稳定性;掺粉煤灰CA砂浆的储能模量和损耗模量均随养生温度升高而增大,表现为砂浆刚度提高,变形时内部摩擦力做功增加;掺加粉煤灰能够改善CA砂浆的黏弹性能,其低温抗开裂性、高温抵抗变形能力均有所增强;20℃干养下粉煤灰CA砂浆黏弹性能最优;综合收缩性能和黏弹性能,20℃干养下沥灰比为1.4的粉煤灰CA砂浆性能较优。微观形貌观察的结果显示掺加粉煤灰后CA砂浆沥青膜增厚、孔隙率降低、结构更加致密,这是掺加粉煤灰CA砂浆体积稳定性和黏弹性得以改善的主要原因。

基于沸腾炉焙烧脱硫灰的复合催化热分解效应

为解决烧结烟气脱硫灰中主要成分亚硫酸钙不稳定等问题,本文利用沸腾炉对脱硫灰的催化分解效应进行了研究,其中,催化剂为硫化亚铁和硫酸亚铁配成的复合催化剂。通过对脱硫灰的催化分解过程进行热重分析,同时探讨复合催化剂配比、保温时间、反应温度、气体流量等因素对沸腾炉中脱硫灰的脱硫率及焙烧产物的影响。热重结果表明,添加复合催化剂后脱硫灰分解温度降低了100℃左右。沸腾炉试验表明,当反应温度为900℃,气体流量为3000 mL/min,复合催化剂配比为2.5∶1,保温时间为30 min时,脱硫率可达91.41%。脱硫灰催化分解生成的SO_(2)可为后续制造硫酸提供原料,焙烧产物可以作为烧结厂的原料,有效地解决了脱硫灰对环境的污染。

AAC发气与稠化匹配性影响机制研究

研究粉煤灰加气混凝土不同石膏用量、浇注温度、水料比、胶凝材料、石灰占比对浇注料浆的发气速率及稠化速率的匹配性的影响。结果表明:石膏用量对料浆发气速率及发气高度均无明显影响,石膏含量增加会加速料浆稠化;浇注温度越高,发气速率越快,稠化速率越快,最终发气高度略微降低;水料比越低,稠化速率越快;胶材用量过多,发气高度增长越慢,对发气及稠化速率影响较小;石灰占比60%~75%对发气速率及稠化速率影响较小。

一种立体光刻快速成型光敏树脂性能及应用研究

研究了用于立体光刻快速成型的ZZ-1227型光敏树脂的性能,并将其性能与Somos11122的性能进行了对比。结果表明,ZZ-1227的透射深度(D_(p))、临界曝光量(E_(c))和凝胶含量与曝光时间的关系,均与Somos11122非常接近,说明两者的固化速率接近;ZZ-1227在25℃的粘度,打印件的机械性能和玻璃化转变温度也与Somos11122接近;进一步对比研究了ZZ-1227和Somos111222之间的灰烬率和铸造性能,ZZ-1227的灰烬率稍微低于Somos11122,且成功铸造出表面性能优异的金属零部件。

不同掺量粉煤灰对自密实混凝土性能的影响研究

文中主要就不同掺量粉煤灰对自密实混凝土抗渗性能、力学性能等性能的影响展开试验。结果表明,养护龄期为7、28 d条件下,混凝土试件抗压强度随粉煤灰掺量增加而降低;90 d龄期下,掺加20%粉煤灰的混凝土试件略高于未掺粉煤灰组的抗压强度,但提升幅度仅有0.8%左右;自密实混凝土中掺入粉煤灰能有效提升其抗渗性能,其中,养护龄期为28、90 d条件下,掺入20%粉煤灰时,混凝土试件吸水率达到最高值,此时,结构抗渗性能为同龄期内各组最佳。

600 MW对冲燃烧锅炉分磨掺烧煤粉燃尽特性的模拟和试验研究

针对亚临界600 MW自然循环对冲燃烧锅炉燃用3种差异性较大的煤种,通过数值模拟结合现场试验研究了分磨配煤掺烧对降低飞灰含碳量的作用机制,建立了对冲锅炉分层燃烧混煤的燃料特性与燃尽率、飞灰含碳量的关联性,并提出了改善电站锅炉中煤粉燃尽特性的配煤原则。首先设定了3种极端的工况,以优质煤为主分别集中在燃烧器的上、中、下3层燃烧器中进行燃烧;再通过计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟发现优质煤在上层燃烧器分布且劣质煤在下层分布时,劣质煤在炉内的停留时间显著增加,其在上层高温区充分燃烧,飞灰含碳量低。同时,根据不同工况下各层燃烧器煤粉的热值、挥发分、灰分进行分析,发现热值差异性是影响其燃尽特性的主要影响因素;然后基于燃煤电厂实际运行条件,设置了更切合实际的配煤工况,并进行了数值模拟与现场试试验研究,发现各工况下呈现的煤粉总体燃尽特性符合上述规律,飞灰含碳量相比于电厂原始运行工况下降。最后得到配煤原则为:在充分考虑电厂实际运行条件的情况下,将高热值的煤种向中、上层燃烧器布置,而低热值的煤种向中、下层燃烧器分布。

建筑用不同取代率粉煤灰再生混凝土的力学性能及耐久性能研究

以废弃混凝土为再生骨料,采用湿法粉磨处理I级粉煤灰,制备出不同取代率粉煤灰再生混凝土,通过XRD、SEM、力学性能测试、干缩率测试等手段,研究了不同取代率的I级粉煤灰对再生混凝土的力学性能和耐久性能的影响。结果表明,湿法粉磨处理后的粉煤灰表面玻璃体被破坏,火山灰效应增强,从而提高了再生混凝土的水化速率,使水化产物C—S—H和AFt数量增加,混凝土密实度增大。粉煤灰再生混凝土的抗压强度随粉煤灰取代率的增大先增大后降低,粉煤灰取代率45%的混凝土的抗压强度最大为42.05 MPa,其水化产物Ca(OH)_(2)的含量最多为11.742%。挠度测试表明,粉煤灰取代率45%的混凝土屈服阶段对应的载荷为217 N,挠度最大为1.7 mm,在28 d时粉煤灰取代率45%的混凝土的干缩率最低为1.021×10^(-4)。综合可知,粉煤灰取代率45%的混凝土性能最优。

回转式空气预热器风量分切防堵灰技术的应用

随着“碳达峰”和“碳中和”目标的提出,国家大力发展水电、风电、光伏等新型清洁能源,随之而来的就是火电机组的频繁深度调峰的运行工况,SCR脱硝系统氨逃逸的上升,进而导致回转式空气预热器的堵灰问题越来越突出,压差升高、排烟温度上升、换热效率下降、风机运行功耗上升等一系列问题,造成较大的经济损失和安全隐患。为保证锅炉在频繁深度调峰的工况下仍能的正常稳定、安全的运行,空气预热器防堵塞问题迫在眉睫。风量分切防堵灰技术作为一种针对性解决回转式空气预热器堵灰的全新技术,对空预器内部进行改造,使部分的热空气通过风道循环至冷端,对冷端的蓄热元件进行加热,能够有效的防止稀硫酸的结露、去除硫酸氢铵的效果,结合实际项目上的应用,通过对运行数据的分析,改造后,空气预热器的阻力显著降低,减少了三大风机的电耗。因此,该技术不仅解决了当前回转式空气预热器的堵灰问题,提高了机组运行的稳定性、安全性,同时提高了锅炉的效率,节能降耗的效果显著。

硫化钠替代纯碱溶配苯胺黑药的新工艺研究与实践

七宝山铅锌矿的浮选流程为铅锌硫全优先浮选流程,其中,铅浮选采用以硫化钠、硫酸锌、亚硫酸钠为抑制剂,以苯胺黑药和乙硫氮为捕收剂的优先浮铅药剂制度。由于苯胺黑药的水溶性较差,长期以来,选厂用纯碱和苯胺黑药混合配药,以增加苯胺黑药的溶解性。为降低药剂成本、改善选矿指标,自2021年1月起,选厂改用硫化钠与苯胺黑药混合配药。该工艺于2020年12月完成实验室试验研究,2021年1月正式投入生产使用。连续使用两年,铅选矿回收率累计达65.15%,较2016~2020年累计指标64.50%提升了0.65个百分点;纯碱单耗由2016~2020年累计的70 g/t降为0 g/t,取得了良好的技术经济指标,是苯胺黑药配制工艺的重大突破,首创了硫化钠溶配苯胺黑药新技术。

粉煤灰的烧结动力学和烧结特性

以粉煤灰为原料,通过高温热膨胀仪研究了粉煤灰烧结速率与升温速率的变化规律以及收缩率与烧结活化能的关系。考察了烧结粉煤灰试样体积密度、吸水率、抗折强度和气孔率与温度的变化。通过XRD和SEM分析了温度对矿相和微观结构的影响。结果表明:烧结速率与升温速率呈正比,升温速率越大越有利于烧结;烧结活化能随收缩率的增大先减小后增大,最小值出现在收缩率为4%时。此外,1200℃烧制的粉煤灰综合性能最优,体积密度2.16 g/cm^(3),吸水率0.36%,抗折强度56.06 MPa,气孔率0.77%。

干法脱硫灰制备高纯硫酸钙的实验研究

为了实现干法脱硫灰的资源化利用,通过亚硫酸钙氧化等工艺制备出了高纯硫酸钙粉体,并确定了最佳实验方法:将70 g脱硫灰投入300 mL水中,加入45 g过氧化氢,反应90 min,再加入550 g稀硫酸反应60 min。亚硫酸钙的转化率为97.86%,产品中硫酸钙的含量为98.84%。该工艺技术方法对干法脱硫灰的资源化利用具有较高的借鉴价值。

利用湖泊淤泥制备轻质保水陶粒的研究

随着城市化进程的加快和经济的发展,河道、湖泊、水库等水域的淤泥量越来越大,淤泥的资源化处置需要有技术上的突破。本文通过实验探讨利用湖泊淤泥制作陶粒的可行性,并对其制备工艺、性能和应用前景进行深入分析。实验结果显示:与商品陶粒相比,湖泊淤泥烧成的淤泥陶粒不仅吸水性能更好,而且抗压强度也能满足保水陶粒的要求。因此,利用湖泊淤泥这种市政废弃物制备保水陶粒代替黏土陶粒,可实现经济效益、社会效益和环境效益的多方位提升。

生活垃圾焚烧灰渣代砂混凝土的抗氯离子渗透性能研究

为探究生活垃圾焚烧灰渣代砂混凝土的抗氯离子渗透性能,采用3种代砂率(0,20%,40%)和3种水胶比(0.30,0.45,0.60)进行配合比设计,并养护至标准、中长、长期龄期,基于电通量法测试不同配合比在不同龄期下的抗氯离子渗透性能。结果表明:与普通混凝土类似,焚烧灰渣混凝土的抗氯离子渗透性能随着水胶比的增加而减少,焚烧灰渣代砂率的提高可促进抗氯离子渗透性能,且高水胶比下的效果更好;由于硫化物和氧化镁组分的存在,焚烧灰渣化学反应活性将在后期缓慢发挥,并进一步减少氯离子扩散系数;综合考虑环境效益,0.45水胶比+40%替代率下的具有最佳的抗氯离子渗透性能,可满足工程实践需求。

橡胶颗粒改良CFG桩混凝土抗冻及损伤性能研究

采用不同粒径与掺量的橡胶颗粒代替水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)中的粉煤灰,开展冻融循环及室内抗压强度试验,对改良后CFG试件的抗冻性能进行了研究。结果表明:掺入适量橡胶颗粒的试件破坏时完整性更好,经过冻融循环后试件的强度衰减速率和质量损失率明显降低,有利于提高试件的抗冻性能;掺入橡胶颗粒粒径越小,试件的抗冻性能越好,对强度衰减的影响越小。基于正交试验结果,确定了影响试件强度和质量损失率的因素顺序,发现最优掺入配比为橡胶代替粉煤灰20%、橡胶粒径20目。推导出了试件冻融-加载损伤模型,用试验数据进行拟合验证,拟合结果与试验数据十分吻合。通过得到的冻融-加载损伤模型及相关参数总损伤变量DΩ进行推算,得到了冻融-加载损伤变量的演化规律特征。