有机醇胺TEA-M-无机盐体系对固硫灰渣活性激发的影响

固硫灰渣的处理以及环保型激发剂材料的开发是防止环境二次污染的有效途径。本文开发了一种有机醇胺TEA-无机激发剂M-无机盐复合激发剂,通过SEM、FTIR、XRD等测试方法对所制备的复合激发剂进行表征,先后探索了M、TEA-M、TEA-M-无机盐三个系列的激发剂对水泥胶砂流动度比和抗压活性指数的影响。结果表明,TEA的助磨作用改善了颗粒的粒径,无机激发剂M能影响参与水化反应的Ca(OH)_(2)含量,无机盐CaSiO_(3)后期会产生C-S-H并提供碱性条件。复合激发剂中的不同材料间的协同作用使水泥胶砂7和28 d的抗压活性指数分别提高了29个和18个百分点(与空白样相比),并且胶砂净浆的流动度比仍然保持在较高水平。本文为固硫灰渣提供了一种环保型的复合激发剂材料,促进了固硫灰渣的绿色化应用。

磷石膏/固硫灰渣复合材料对铀(Ⅵ)的吸附行为及机理研究

为了减少磷石膏(PG)和固硫灰渣(SFA)这两种工业固体废弃物在环境中的堆积以及避免其给自然环境带来的风险,最大化降低对环境的污染,以PG和SFA为原料,采用一步高温煅烧法制备了磷石膏/固硫灰渣(PG/SFA)新型复合吸附材料,同时采用批次静态吸附法研究了PG/SFA对的铀(Ⅵ)吸附性能。并利用PG/SFA较强的亲铀特性,对铀矿开采过程中产生的铀矿坑水开展了深度净化处理应用研究。最后,结合SEM、FTIR和XRD表征手段,探讨了PG/SFA对铀的吸附机理。结果表明:在p H=6.0、吸附剂PG/SFA投加量0.02g、吸附时间60min、铀初始浓度125mg/L、吸附温度40℃的条件下,PG/SFA对铀的吸附量可达84.6mg/g;PG/SFA对铀的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型;水中共存阴、阳离子(Ba^(2+)、Sr^(2+)、Ni^(2+)、Ca^(2+)、Cl~-、NO_(3)^(-)、CO_(3)^(2-)、F~-)对PG/SFA吸附铀的性能基本无影响。在真实铀矿坑水中,PG/SFA对铀的去除率可达99.8%,分配系数(K_d)高达1.46×10~6m L/g,出水铀浓度低至0.003mg/L。PG/SFA对铀的吸附机理主要为PG/SFA中的Ca^(2+)和PO_4^(3-)与UO_(2)^(2+)发生沉淀反应,并进一步在PG/SFA表面生成钙铀云母Ca(UO_(2))_2(PO_4)_2·3H_2O矿相结构。研究表明,利用工业固废磷石膏和固硫灰渣可作为铀矿坑水的高效吸附材料,从而实现“以废治废”的目标。

无机激发剂与固硫灰渣的协同激发在水泥掺和料中的应用研究

固硫灰渣可作为水泥掺和料减少水泥的消耗,但其自身的特性不足以满足建材资源化利用的要求.本研究通过引入无机激发剂和改变固硫灰渣复配含量的方式实现对固硫灰渣的活性激发,对比二者的成分组成,分析无机激发剂与固硫灰渣的激发作用对水泥胶砂抗压强度和流动度比的影响,并探索其中的作用机理.研究结果表明,在添加1.2%无机激发剂的基础上,将细灰与细渣以最佳的配比(6∶4)作为水泥掺和料,水泥胶砂的流动度比为105%,3 d的抗压强度为22.1 MPa,相比于细灰或细渣单独使用时,使抗压强度保持在较高的水平,同时有效提高了体系的流动度比,促进了固硫灰渣的资源化利用.

无硫复合激发剂对固硫灰渣掺和料的影响研究

为解决传统含硫激发剂对环境造成的不利影响,弥补单一激发剂使用时体系存在流动度低的问题,采用CaCO_(3)与CaSiO_(3)进行复合,设计出新型无硫复合激发剂,并分析其对固硫灰渣水泥胶砂性能的影响机制。结果表明,利用碳酸盐与硅酸盐之间的协同作用,促进了固硫灰渣的水化历程,解决了激发剂单独使用时体系存在流动度比低的问题。其中,当碳酸钙掺量为1.2%,硅酸钙掺量为0.018%时,所产生激发效果优于硫酸盐类材料,使体系流动度比提高10%,同时抗压活性仍保持在较高的水平。

固硫灰渣的微观结构与火山灰反应特性

用X射线衍射、红外光谱和扫描电镜研究流化床燃煤固硫灰渣(简称固硫灰渣)的微观结构。用化学反应动力学方法研究固硫灰渣的火山灰反应特性,并与粉煤灰进行对比。阐述了固硫灰渣的微观结构与其火山灰反应特性之间的关系。结果表明:固硫灰渣与粉煤灰矿物组成差异较大,主要体现在它不含莫来石。固硫灰渣中[SiO4]和[AlO6]聚合度均低于粉煤灰的。固硫灰渣颗粒表面比粉煤灰的疏松。固硫灰渣的火山灰反应速率常数明显高于粉煤灰的,而表观活化能相反。固硫灰渣火山灰反应活性明显高于粉煤灰的,反应阻力也较小,这是由其微观结构所决定的。

SO_3对固硫灰渣胶凝系统水化及性能的影响

用外掺煅烧无水石膏方法模拟固硫灰渣中的SO3，研究了SO3对固硫灰渣一硅酸盐水泥熟料（质量比为30：70）系统凝结时间、抗压强度、线性膨胀率、化学结合水量及水化产物的影响规律．结果显示，当系统中SO3含量（质量分数，下同）为2．5％～3．5％时，其初、终凝时间均可达到普通硅酸盐水泥所要求的标准，说明固硫灰渣中无水石膏有一定调凝作用，但无水石膏的调凝效果明显不如二水石膏。此外，系统SO3含量增加，化学结合水量也随之增加，说明SO3对烧黏土质矿物的火山灰活性有一定激发作用．当SO3含量小于3．5％时，系统强度会随之增高；S03含量超过3．5％时，钙矾石生成量较多，系统线性膨胀率增加，导致系统强度有一定程度降低．研究表明，固硫灰渣作掺和料使用时，如果胶凝系统中不掺入二水石膏，则需要控制胶凝系统S03含量为2．5％～3．5％．

固硫灰渣对水泥胶砂耐久性影响研究

研究了固硫灰渣-水泥胶砂的体积稳定性、强度、抗冻和抗碳化性能,并与粉煤灰-水泥胶砂进行了对比.结果表明,掺入固硫灰渣后,水泥胶砂的抗冻性能有所改善,但其体积稳定性、抗压强度和抗碳化性能有所降低;固硫灰渣-水泥胶砂的体积稳定性明显低于粉煤灰-水泥胶砂,但前者抗压强度、抗冻和抗碳化性能均优于后者;用固硫灰渣作掺和料使用时,需重点考虑胶凝系统的安定性.

磨细固硫灰渣作为混合材对水泥性能的影响

流化床固硫灰渣含有较高无水石膏和f-CaO,作为水泥混合材利用时会存在体积稳定性问题。在控制固硫灰渣掺量前提下,将固硫灰渣粉磨至不同细度,测试了掺加固硫灰渣的水泥标准稠度需水量、线性膨胀率和胶砂强度,并与普通硅酸盐水泥进行对比。结果表明,提高固硫灰渣细度,特别是固硫灰细度,能使水泥标准稠度需水量减少;固硫灰渣细度提高,水泥凝结时间有所延长;自然养护条件下,固硫灰渣细度变化对水泥收缩没有明显影响,潮湿养护下,磨细固硫灰渣早期能够释放较多膨胀,但处于可控范围;固硫灰渣细度增加,水泥强度明显提高。磨细有利于固硫灰渣作为水泥混合材利用。

蒸压养护对固硫灰渣膨胀性能的影响研究

循环流化床燃煤固硫灰渣含有较高的SO3和f-CaO,常温下水化时易产生较大的体积膨胀。研究了蒸压养护和自然养护下,2种固硫灰和1种固硫渣的线性膨胀率和强度发展,并用X射线衍射和SEM分析了其水化产物,结果表明:蒸压养护对固硫灰渣的膨胀有显著的抑制作用;蒸压养护后固硫灰渣中无二水石膏、钙矾石生成,在钙组分充足时生成了托贝莫来石;蒸压养护后固硫灰渣的水化产物更加丰富、结晶更完善,从而强度更高。

固硫灰渣中含硫矿物的种类及分布规律

与普通粉煤灰相比,固硫灰渣中硫含量较高(以SO3计可达10%),易造成体积安定性不良而限制了其建材资源化利用。采用X射线衍射和化学分析方法研究了固硫灰渣中含硫矿物的种类,利用筛分法、密度分离法和微观分析法(SEM和EDS)研究固硫灰渣中含硫矿物的分布规律。结果显示:固硫灰渣中含硫矿物基本以Ⅱ-硬石膏形式存在;硬石膏在固硫灰渣中分布不均匀,主要富集在颗粒较细、密度较大的致密颗粒上。

流化床燃煤固硫灰渣水硬性机理研究

经固硫的流化床燃煤灰渣有明显的早期水硬性,甚至可在与水混合几小时后即凝结硬化,而未经固硫的灰渣则不明显。本文采用X射线衍射、红外光谱和化学方法对固硫灰渣早期水硬性机理进行研究,结果表明:固硫灰渣基本不含水泥熟料成分,矿物主要以无定形态存在;固硫灰渣中[SiO4]及[AlO6]的聚合程度均低于未经固硫的流化床灰渣及粉煤灰;进一步的化学测定结果证实,固硫灰渣早期水硬性主要来源于一定数量水化性能较快的无定形矿物组分。

燃煤固硫灰渣混凝土路面材料研究

降低农村公路造价具有重要的现实意义,利用地方工业固体废弃物是一种途径.通过对燃煤固硫灰渣胶凝系统的试验研究,结果表明:燃煤固硫灰渣表面疏松和阴离子聚合度低的特征,使其具有显著的火山灰效应,可与碱、硫酸盐激发剂组成胶凝系统,其中固硫灰渣占70%以上;掺加水泥和增大硫酸盐激发剂掺量能显著改善系统早期性能,硫酸盐掺量宜大于1.5%;燃煤固硫灰渣混凝土具有较好的强度性能和材料韧性,在农村公路中应用具有现实可行性.

循环流化床固硫灰渣低收缩水泥的制备及性能

通过分别使用循环流化床(CFBC)固硫灰、渣代替部分原材料制备低收缩水泥熟料,加入质量分数为10%的石膏即得到CFBC固硫灰、渣低收缩水泥,然后利用X射线衍射、扫描电镜等方法研究水与水泥的质量比(简称水灰比)对CFBC固硫灰渣低收缩水泥水化程度、抗压强度和线性膨胀率的影响。结果表明,随着水灰比的增加,CFBC固硫灰渣低收缩水泥的主要水化产物钙矾石数量增多,未水化的硅酸二钙含量减少,水化程度增大;而该水泥线性膨胀率与水灰比呈正比关系,抗压强度与其呈反比关系;利用固硫灰制备的水泥早期膨胀率随着水化时间而增大,但后期由于石膏量的不足,膨胀率则随着水化时间而减小。

固硫灰渣中游离氧化钙测试方法的影响因素研究

研究表明循环流化床固硫灰渣中部分游离氧化钙是被石膏包裹的,这对准确测定灰渣中的游离氧化钙含量带来不利影响。本实验针对固硫灰渣中游离氧化钙特有的存在形态,在现有的测试游离氧化钙的基础上对现有两种测试方法的影响因素进行了研究。结果表明,灰渣的细度、搅拌时间和溶剂的用量对测试结果有显著影响;测定固硫灰渣中游离氧化钙时样品细度应满足全部通过0.045mm方孔筛、采用乙二醇法和甘油-乙醇法时搅拌时间分别不少于20min和10min及乙二醇和甘油用量分别不少于30mL和40mL。

固硫灰渣混凝土空心砌块遇水破坏原因研究

针对重庆某混凝土空心砌块企业产品遇水开裂、溃散现象,通过现场调查及化学分析、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜/X射线能谱(SEM/EDS)等手段对其原因进行研究后发现,该企业未对原材料特性进行系统分析,盲目地将循环流化床燃煤固硫灰渣替代煤粉炉灰渣用于砌块的生产。原材料中含有一定量的游离氧化钙、大量硬石膏,它们水化反应生成氢氧化钙、二水石膏、以及二者再与水泥水化产物反应生成钙矾石共同产生的膨胀,是导致该混凝土空心砌块开裂、溃散破坏的主要原因。

固硫灰渣水化浆体中钙矾石稳定性

流化床燃煤固硫灰渣(简称固硫灰渣)含有大量烧粘土质矿物,还含有较多f-CaO和无水石膏,因此固硫灰渣水化浆体中含有一定量的钙矾石。用X射线衍射和化学分析方法研究钙矾石含量随水化龄期的变化规律,并以此反映其稳定性。结果显示:在标准养护条件下,钙矾石含量从1d至28d水化龄期呈逐渐增长趋势,但在28d龄期后则显著减少。研究表明固硫灰渣水化浆体中的钙矾石是不稳定的,在一定龄期后会出现明显分解现象。

固硫灰渣水泥的开发

对循环流化床燃煤固硫灰渣的化学、物理性能和矿物组成作了分析论述。通过技术处理可将固硫灰渣制成脱硫灰渣水泥。水泥胶砂试验证明 :循环流化床燃煤固硫灰渣具有潜在的活性 ,用它制得的水泥可达到 32 .5 #等级(GB134 4 -1999)。

固硫灰渣蒸压砖制备及性能研究

固硫灰渣含有大量的活性SiO2、Al2O3,具有较高火山灰活性,用于制作蒸压砖是其最重要的利用途径之一。论文采用实验室自制试模进行成型,研究固硫灰渣蒸压砖的性能,并与粉煤灰蒸压砖进行对比。结果显示,固硫灰渣蒸压砖产物中有托贝莫来石,但没有钙矾石生成;固硫灰渣蒸压砖的强度、抗冻性能均与粉煤灰蒸压砖相近。研究表明,用固硫灰渣生产蒸压砖是可行的。

流化床燃煤固硫灰渣膨胀控制因素研究

分别用线性膨胀率和XRD研究固硫灰渣净浆试件的膨胀特性和固硫灰渣水化产物随龄期变化趋势,并在结合二者试验结果的基础上对膨胀控制因素进行探讨。结果显示:固硫灰渣净浆试件的线性膨胀率在14～28 d前增加迅速,而后趋于平缓。试验表明,固硫灰渣的膨胀特性可分为两个阶段:14～28 d前主要受钙矾石量所控制,而随后龄期则主要受二水石膏量所控制。

燃煤固硫灰渣的特性及其资源化利用现状

随着循环流化床燃煤技术的发展,循环流化床燃煤固硫灰渣的产量逐年增加,然而其利用率却极低,因此,对固硫灰渣的研究利用已迫在眉睫。本文总结了流化床燃煤灰渣的化学组成、物理特性和水化特性,对其化学成分、颗粒组成、颗粒形貌、矿物组成、需水性、自硬性和膨胀性等基本特性进行了分析,并综述了固硫灰渣的研究利用现状。