钙镁磷肥和沸石粉对制革污泥免烧骨料性能的改善

研究使用水泥、硅酸钠、生石灰、熟石膏、钙镁磷肥和沸石粉等材料对制革污泥进行固化并将其制备成可建材利用的污泥免烧骨料。通过正交实验初步确定固化材料配比,在此配比基础上以直接掺加和部分替代水泥的方式,探究了添加钙镁磷肥和沸石粉对提高污泥免烧骨料物理性能及降低污染物浸出浓度的可能性,结果表明以钙镁磷肥替代20%水泥、沸石粉替代30%水泥作为两种优化配比制备的污泥免烧骨料的性能指标较好。

疏浚底泥湿法制备免烧骨料砖及其性能分析

以太湖疏浚底泥为研究对象,采用含水率为40%的底泥湿法制备免烧砖,首先将湿泥经抛丸法制成免烧骨料(防水骨料和裹壳骨料),再与胶凝材料混合,压制成免烧骨料砖.依据建材标准对免烧骨料砖的性能指标进行测试,并与3种空白砖(直接掺泥砖、粉煤灰砖、烧结陶粒砖)、两种市售砖(荷兰砖和混凝土实心砖)进行对比.防水骨料砖与裹壳骨料砖的抗压强度、55次冻融质量损失率、28次盐冻质量损失率依次分别为9.15 MPa、4.32%、1.67%和12.11 MPa、2.42%、0.87%.研究表明:免烧骨料砖性能均优于空白砖,与市售砖接近,且裹壳骨料砖综合性能优于防水骨料砖;降低“混凝土–底泥”界面面积能有效提升免烧建材的强度.

裹壳工艺对疏浚底泥免烧骨料性能的影响研究

以太湖疏浚底泥为原料,采用免烧法制备疏浚底泥免烧裹壳骨料,通过对免烧裹壳骨料进行壳层厚度和裹壳时间的工艺研究,探讨不同壳核质量比、不同裹壳时间对免烧裹壳骨料的粒径分布、堆积密度、单颗强度、筒压强度、吸水率和抗冻性等性能的影响。结果表明,对比不同壳核质量比的骨料,壳核质量比为5∶7的骨料单颗强度达到2.78 MPa,筒压强度为7.58 MPa;在抗冻性方面,5∶7骨料在20次冻融循环之后的质量损失率仅有1.99%。对比不同裹壳时间制备的骨料,其粒径分布和堆积密度基本一致,在强度方面,裹壳滚动时间为35 min的骨料相较于15 min的骨料,单颗强度提高了243%,为2.47 MPa,筒压强度可达7.06 MPa。综合比较,裹壳时间为35 min、壳核质量比为5∶7时,骨料各项性能最好,分别为堆积密度820 kg/m3、单颗强度2.78 MPa、筒压强度7.58 MPa、1 h吸水率5.81%、20次冻融循环质量损失率为1.99%。

污泥焚烧灰免烧轻质骨料性能及重金属固化效果研究

焚烧技术能有效减少城市污泥(以下简称污泥)的有机污染物、细菌含量和污泥体积等,污泥焚烧后产生的污泥焚烧灰(SSA)大多采用填埋的方式处理,给生态环境和土地资源利用带来严峻挑战。以碱性激发剂制备SSA免烧轻质骨料(以下简称骨料),并探究了矿渣掺量对骨料物理力学性能的影响规律。结果表明:骨料的粒径主要集中在4.75~9.50 mm;骨料的密度等级和筒压强度分别介于700~900与1.86~4.20 MPa,符合《结构性轻骨料混凝土指南》(ACI-213R-03)和《轻集料及其试验方法第1部分:轻集料》(GB/T 17431.1—2010)要求;扫描电子显微镜(SEM)、能量弥散X射线分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、全自动压汞仪(MIP)和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测试结果表明,矿渣发生地质聚合反应生成的地质聚合物凝胶能包裹SSA颗粒,并相互黏结形成球状颗粒骨料,增加矿渣掺量能有效减少骨料中的有害孔隙,达到增强骨料结构致密性的效果;SSA中的离子态Mn浸出值超出了非危险固体废弃物排放限值(3 mg/L),而骨料中的重金属离子浸出值均满足要求。上述研究成果能为SSA的资源化高效利用提供新途径。

核壳结构免烧轻骨料的制备与性能研究

针对核壳结构免烧轻骨料的制备技术,研究采用单颗承载力来表征人造轻骨料的力学性能,研究了石灰掺量、水泥掺量、不同养护方式下成熟度模数对免烧轻骨料性能的影响,同时研究了核壳结构免烧轻骨料的耐高温性能。结果表明,单颗承载力与筒压强度具有良好的相关性,石灰掺量对粉煤灰掺量为50%的轻骨料力学性能影响较小,水泥掺量对轻骨料力学性能影响较大。成熟度模数对早期力学性能影响较大,随着成熟度模数的增加,7 d承载力几乎成线性增加,但对28 d力学性能影响不大。所制备的核壳免烧型骨料,承载力与烧结陶粒相比存在明显优势,具有良好的耐高温性能,400℃时强度不下降,600℃时颗粒仍保持完整,承载力降低约35%,可用于结构自保温材料。

建筑渣土泥浆制备复合免烧轻质骨料及性能试验研究

提出了一种建筑渣土泥浆复合免烧轻质骨料的制备工艺,研究了水泥掺量、矿物掺合料种类和掺量对免烧轻质骨料密度、吸水率和筒压强度的影响,并进行了微观分析。结果表明,随水泥掺量的增加,骨料的密度和强度提高、吸水率减小;随粉煤灰掺量的增加,骨料的密度和强度降低、吸水率增大;以水泥-矿渣-泥浆复合体系制备的免烧轻质骨料性能最优,筒压强度达5.5 MPa。不同矿物掺合料对免烧轻质骨料的性能影响不同,取决于其参与二次水化反应程度及自身特性,其中以矿渣效果最佳,粉煤灰最弱。

疏浚底泥免烧裹壳骨料混凝土路面砖的性能研究

以疏浚底泥免烧裹壳骨料(WSLAs)和碎石骨料(CSAs)为粗骨料制备免烧裹壳骨料路面砖(WSLAB)和碎石骨料路面砖(CSB),对WSLAB和CSB的界面过渡区(ITZ)的微观形貌进行分析,分别铺设50块WSLAB和CSB至人行道上进行实际踩踏试验,并对路面砖踩踏200 d前后的耐候性进行对比。结果表明:WSLAs的筒压强度仅为CSAs的1/3,但WSLAB和CSB的抗压强度相近且均达到Cc30级实心砖的标准要求,吸水率、抗冻性符合GB/T 21144—2007,耐磨度和防滑性符合GB 28635—2012。与CSAs相比,WSLAs的"吸放水"特性使水泥石与WSLAs的结合力更强,其ITZ水化反应更完全。通过200 d的观测,WSLAB和CSB整体结构完整,均满足实际使用要求。

疏浚土免烧法制备粗骨料及其性能研究

以太湖疏浚土为原料,采用免烧法工艺制备小粒径(<12mm)免烧裹壳骨料(WSLAs)。在WSLAs的基础上,通过黏结、裹壳工艺制备免烧粗骨料(UCLAs)。以20～25mm UCLAs为研究对象,探究了WSLAs级配对UCLAs密度、粒径分布、颗粒强度的影响。依据GB/T 14685-2011对UCLAs的堆积密度、吸水率、筒压强度、压碎值、抗冻性、耐盐性等性能进行测试,并与天然粗骨料(NCAs)做性能对比。结果表明,WSLAs的最优级配为:1～3mm 10%、3～5mm 25%、5～8mm 50%、8～12mm 15%。在该WSLAs级配下制备高性能UCLAs的密度、颗粒强度分别为1.644g/cm3、2.75MPa。同时,UCLAs内部结构稳定、壳层结构密实,使得其吸水率仅为1.89%,从而表现出与NCAs相当的耐久性能,二者经25次抗冻融循环、25d盐溶液侵蚀均无质量损失。UCLAs的压碎值为18.6%,与NCAs的压碎值9.5%相比较高,但符合GB/T 14685-2011对Ⅱ类粗骨料的要求,可应用于建筑混凝土中起骨架支撑作用。

外加剂对疏浚底泥免烧裹壳骨料抗冻性能的影响

研究了外加剂对疏浚底泥免烧裹壳骨料(WSLAs)抗冻性能的影响,采用甘油、蔗糖、白乳胶、聚丙烯酰胺4种外加剂对免烧骨料进行裹壳处理制得WSLAs-G、WSLAs-S、WSLAs-W、WSLAs-A。对4种WSLAs的堆积密度、筒压强度、吸水性和抗冻性等性能进行表征与对比分析,并阐述了影响机理。结果表明:蔗糖作为外加剂制备WSLAs,能明显改善骨料壳层结构,提升骨料性能。在强度方面,WSLAs-S最高,其筒压强度可达9.08 MPa。WSLAs-S壳层结构密实、孔隙较少,其1 h吸水率为8.13%,表现出较好的抗冻性能,经30次冻融循环后质量损失率仅为5.69%。

复合胶凝材料掺量对疏浚土免烧裹壳骨料性能的影响

以太湖疏浚土为原料,采用免烧法制备疏浚土免烧裹壳骨料(WSLAs),研究了核相复合胶凝材料掺量对WSLAs筒压强度、吸水率、泥浆化反应和抗冻性的影响。通过SEM、XRD对WSLAs的微观形貌结构和晶型进行表征,并研究了核相复合胶凝材料掺量对WSLAs性能的影响。结果表明,核相复合胶凝材料掺量为10%时,WSLAs的筒压强度为7.35 MPa,25次冻融循环后质量损失率为13.70%,1 h吸水率为9.11%,符合GB/T 17431.1—2010《轻集料及其试验方法第1部分:轻集料》的要求。

免烧轻骨料在城市轻轨站台工程中的应用研究

根据芜湖市城市轨道交通1号、2号线车站站台采用LC7.5轻骨料混凝土的设计要求,研究了轻骨料混凝土的配制和生产控制技术,选用核壳型免烧轻骨料,根据所用轻集料自身特性,有效控制了轻集料的上浮或分层,成功实现了泵送浇注施工。突出了所用轻骨料的轻质高强、节能保温和经久耐用等高技术特性,泵送保温轻骨料混凝土在芜湖轻轨车站站台中得到了广泛使用。

疏浚土免烧裹壳骨料在混凝土中的应用

以太湖疏浚土为原料,制备免烧裹壳骨料(WSLAs),并用WSLAs替代碎石骨料(CSAs)制备了免烧裹壳骨料混凝土试件(WSLAS)和碎石混凝土试件(CSAS)。采用正交法探究了水灰比、砂率、骨料体积分数、骨料级配、WSLAs取代率对混凝土试件抗压强度以及耐久性能的影响。并借助于扫描电镜分析了WSLAS、CSAS界面过渡区(ITZ)的微观形貌。结果表明当WSLAs的取代率为100%时,制备的WSLAS抗压强度为20.7 MPa,符合C20级混凝土的标准。WSLAS经25次冻融循环、25 d硫酸盐干湿循环的抗压强度损失率分别为8.31%、9.28%,符合D25(<25%)、KS15(<25%)的等级标准。WSLAs在混凝土试件中分布均匀,且因WSLAs的“吸放水”特性促进了水化反应,使得WSLAs与水泥石的结合力较CSAs与水泥石的结合力更强。

外加剂对疏浚底泥免烧裹壳骨料性能的影响

以太湖疏浚底泥为研究对象,采用含水率为40%的底泥湿法制备免烧骨料,将不同外加剂与胶凝材料混合制成壳粉,对骨料进行裹壳处理得到普通骨料(OSAs)、防水骨料(WSAs)和高强骨料(HSAs)。依据GB/T 17431.1-2010对各裹壳骨料的粒径分布、堆积密度、吸水性、单颗强度、筒压强度和抗冻融性等性能进行测试。在粒径分布、堆积密度方面各骨料基本一致,WSAs在吸水性上具有一定优势,最低可达8.83%。在强度方面,WSAs的单颗强度增幅可达342.6%,最大强度出现在HSAs中,为2.18 MPa。HSAs具有坚硬、密实的壳层结构,表现出较好的机械性能,20次抗冻融循环的质量损失率最低仅为15.22%。研究表明:增强壳层结构是提升免烧裹壳骨料性能的关键,利用外加剂能达到理想的效果。