循环流化床固硫灰路基动态回弹模量试验研究

【目的】探究循环流化床(CFB)固硫灰用作路基填料时在行车荷载下的动态性能。【方法】基于室内动三轴试验,研究了GF固硫灰与DTH固硫灰在不同养护龄期、压实度、含水率及应力水平条件下动态回弹模量特性,并结合压汞测试分析了CFB固硫灰试样孔隙分布特征与动态回弹模量的关系。【结果】结果表明:在一定范围内,CFB固硫灰的动态回弹模量随f-CaO与SO_(3)含量及养护龄期的提升而增加,在0~7 d内提升显著,7~28 d增长缓慢;压实度、含水率、围压及偏应力的提升均会使CFB固硫灰的动态回弹模量增大,其中随着压实度与含水率的上升,动态回弹模量的提升幅度逐渐下降,偏应力和围压对CFB固硫灰动态回弹模量均有较大影响,且围压的影响更显著。压汞试验的结果表明,同等条件下GF固硫灰试样总孔隙率与大孔径(>2 000 nm)密度低于DTH固硫灰,随着含水率的下降,GF固硫灰试样的总孔隙率与大孔密度增加,动态回弹模量变小。对两种CFB固硫灰不同含水率及压实度成型试件养护28 d后的动态回弹模量结果进行拟合,表明以体应力与八面体剪应力为变量的三参数理论模型预估结果与试验结果具有较高的相关性(R^(2)>0.96),可有效预测CFB固硫灰的动态回弹模量。

循环流化床固硫灰复合胶凝材料的早期水化特点

研究了大掺量循环流化床固硫灰复合胶凝材料的物理力学性能,以及其早期水化放热特点和水化产物。研究结果表明:利用掺量为30%～60%固硫灰制备的复合胶凝材料满足32.5、42.5强度等级水泥标准;固硫灰复合胶凝材料的标准稠度比水泥的标准稠度大,且随着固硫灰用量的增加标准稠度增加,同时凝结时间变长;与P.O42.5水泥相比,循环流化床固硫灰复合胶凝材料水化的诱导期较长,水化放热速率明显变小,水化热较低。

不同养护条件下掺循环流化床固硫灰硬化水泥浆的膨胀性能

为探讨掺循环流化床固硫灰(简称固硫灰)硬化水泥浆的体积变化规律,将固硫灰以不同质量取代水泥制备水泥浆试件,结合扫描电子显微镜、压汞仪、X射线衍射仪及TG-DSC同步热分析仪分析了固硫灰及试件的微观形貌、矿物组成和热效应,对三种养护条件下试件的体积膨胀性能进行了试验研究。结果表明:固硫灰的掺入能显著提高浆体标稠用水量,固硫灰掺量80%(质量分数,下同)的浆体标稠用水量是基准组的1.6倍;封闭养护时,硬化浆体体积随固硫灰掺量的增加由收缩(掺量低于40%)变为膨胀(掺量高于60%),且收缩率高于基准组;相较于封闭养护,标准养护使硬化浆体内部水化更充分,大毛细孔含量减少,微观结构更密实,硬化浆体体积膨胀,固硫灰掺量80%的试件28 d膨胀率最高达0.42%;空气养护的试件体积均呈收缩趋势,80%固硫灰掺量的试件水灰比较大,但干燥引起的收缩变形高于膨胀产物产生的膨胀变形。

循环流化床固硫灰与减水剂适应性试验研究

高效减水剂与矿物掺合料已经成为高性能混凝土不可或缺的组成部分,两者之间适应性对水泥混凝土性能改善有重要作用。从利用循环流化床固硫灰作为混凝土矿物掺合料的角度,通过净浆和砂浆流动度试验以及混凝土坍落度试验,研究了不同粒度的循环流化床固硫灰与各种类型减水剂的适应性。结果表明:固硫灰细度及减水剂种类对固硫灰净浆、砂浆流动性以及掺固硫灰混凝土坍落度和强度具有一定影响。

粉磨超细化对循环流化床固硫灰水化特性的影响

为了解超细固硫灰的特性,更好地实现超细固硫灰的应用,研究了不同细度固硫灰的基本物化性质,尤其是水化特性。通过XRD、TG、SEM、EDS等分析测试手段研究了水化放热过程,水化产物的物相及数量变化,微观形貌和成分,分析了细度对固硫灰水化特性的影响。结果表明,粉磨超细化有利于提高固硫灰的水化反应活性和有效反应组分,改善硬石膏的溶解速率和水化放热速率,加深水化反应程度,有利于解决原状固硫灰水化缓慢所引起的体积稳定性差的问题。

循环流化床固硫灰对水泥水化硬化的影响

利用颗粒分析、XRD、SEM等方法研究了不同掺量固硫灰对水泥物理性能及水泥水化性能的影响。结果表明:固硫灰颗粒疏松无定形,粒度分布范围较宽,其中SO_(3)以硬石膏形式存在;当固硫灰掺量为15%~45%时,水泥强度及水泥胶砂流动性随掺量的增加而降低;当其掺量过大时,高的SO_(3)含量会导致水泥安定性不良;掺固硫灰后水泥水化产物钙矾石主要以针状形态出现,提供的膨胀能更大,所以当其用于水泥混合材时应注意对水泥膨胀性能的影响。

循环流化床锅炉固硫灰改性研究及应用进展

固硫灰的处理处置已逐渐成为限制循环流化床燃煤技术发展的主要瓶颈。总结了固硫灰改性的主要方法及其研究进展,阐述了改性后固硫灰综合利用的应用领域及其研究进展。

循环流化床燃煤固硫灰制备地聚合物的研究

地聚合物是具有优良性能的新型胶凝材料,研究了用循环流化床固硫灰制备地聚合物的适宜条件。结果表明,当水玻璃模数M=1.5,水玻璃掺量为25%,体系碱含量为30%时制备的地聚合物强度较高,较高的养护温度有利于提高早期强度,7d抗压强度最高为58.9MPa。研究了地聚合物的高温性能,实验发现早期养护温度较低的地聚合物经历1 000℃的高温后强度能够进一步增长。

复合促凝剂对CFBFA基泡沫混凝土性能的影响

循环流化床固硫灰(circulating fluidized bed fly ash,CFBFA)是现代新型燃煤发电工艺的主要副产品之一,利用CFBFA制备泡沫混凝土可以满足建筑隔墙保温的要求,但大掺量CFBFA会引起泡沫混凝土凝结速度减缓,导致工业化生产周转效率低,生产成本高.采用硫酸铝与氢氧化钙混合制备复合促凝剂,当硫酸铝质量分数为3%时,研究不同氢氧化钙含量(其与硫酸铝的质量比分别为0、0.25、0.50、0.75和1.00)对CFBFA基泡沫混凝土的凝结时间、抗压强度和导热系数的影响.利用X射线衍射、热重分析、扫描电子显微镜以及等温电导率量热法,研究了复合促凝剂对CFBFA基泡沫混凝土早期水化的促进作用机理,通过3D轮廓仪并结合Image-pro软件,分析了泡沫混凝土的孔隙结构.结果表明,当复合促凝剂中氢氧化钙与硫酸铝的质量比为0.25时,与对照组(氢氧化钙质量为0)相比,CFBFA泡沫混凝土的初凝时间缩短了220 min;当复合促凝剂中氢氧化钙与硫酸铝的质量比为0.75时,CFBFA泡沫混凝土3 d的强度可达到10.39 MPa,导热系数为0.30 W·m^(-1)·K^(-1).复合促凝剂促进混凝土在水化早期生成针状的钙矾石,使CFBFA基泡沫混凝土基体更加致密、孔径分布更均匀.复合促凝剂的掺入使CFBFA基泡沫混凝土具有高效批量化生产的潜力以及良好的工程应用前景.

机械力活化固硫灰固化处理生活垃圾焚烧飞灰

为实现城市生活垃圾焚烧飞灰的安全处理,通过机械力化学法活化循环流化床燃煤固硫灰,探讨了球磨样品制备固化体的参数。并采用X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)手段对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化机制进行了研究。结果表明,当垃圾焚烧飞灰掺加比为60%,球磨转速为600 r·min^(-1),球磨时间为5 h,养护温度60℃时的固化体28 d和56 d抗压强度分别达到15.6 MPa和17.9 MPa,采用原子吸收光谱仪(AAS)测得固化体中Zn、Pb、Cu、Cd和Cr重金属浸出量均低于GB 5085.3-2007规定限值。XRD和FTIR表征结果表明,在水化过程中,该混合体系生成了水化硅酸钙(C—S—H)、斜方钙沸石和钙矾石(AFt)等水化产物,并且C—S—H凝胶可通过物理包裹的形式固化垃圾焚烧飞灰中重金属;斜方钙沸石和钙矾石以化学吸附的方式使垃圾焚烧飞灰中的重金属离子达到固化/稳定化效果,实现了垃圾焚烧飞灰中重金属的安全处理。