水泥粉煤灰稳定碎石路面的水泥与粉煤灰比例

为了研究水泥粉煤灰稳定碎石混合料中水泥与粉煤灰的最优比例,通过集料含量和级配不变,只改变水泥与粉煤灰比例的方法,研究了不同配合比混合料强度指标随龄期的变化规律。结果表明:混合料不同龄期的强度更多地取决于水泥剂量,而非水泥与粉煤灰比例;180 d龄期与28 d龄期的强度比值R180/R28能够反映水泥与粉煤灰比例的优劣;R180/R28随水泥/粉煤灰变化曲线的拐点对应水泥与粉煤灰的最优比例。

风化粉煤灰比表面积、CEC和Al_(ox)及Si_(ox)的变化

为研究粘土的形成,对风华粉煤灰的比表面积、CEC和Alox及Siox进行了测定。结果显示,粉煤灰的比表面积和CEC随风化时间总体上是增加的,Alox、Siox在一定时间后也显示了增加的趋势,由此表示粘土在粉煤灰颗粒风化过程中的形成。通常比表面积大的试样其CEC也大,而不同试样的粘土形成过程并不一样。

水泥粉煤灰砂砾混合料中水泥粉煤灰比率的探讨

简要阐述宁大高速公路路面工程通过室内试验,分析水泥粉煤灰砂砾混合料中水泥粉煤灰比率的变化规律,探讨水泥粉煤灰砂砾混合料在西宁地区,强度形成与水泥粉煤灰比率间的机理关系。依据室内试验结果进行试验路铺筑。对室内试验结果及试验路观测指标经统计综合分析,确定施工现场工艺参数。

不同改性方法对粉煤灰比表面积和粒径分布的影响

粉煤灰表面疏松多孔,比表面积较大,具有一定的吸附性能。但粉煤灰部分的孔道是封闭的,直接用于废水处理的效果并不理想。本研究选取HCl、H2SO4、炭化的方式对粉煤灰进行改性。通过改性打通粉煤灰封闭的孔道,提升其比表面积和物理化学性能,为粉煤灰的资源化利用提供理论支持。

试评两篇关于煤灰比热测定的文章

试评两篇关于煤灰比热测定的文章罗颖都邢昭泉等［１］在《关于煤灰热容（比热）的研究》一文中指出，煤灰比热为计算煤炭燃烧热效率中外排灰渣带走的热量所必需的数据，并提出实验室中测定煤灰比热的方法以及对几种不同来源煤灰的实测结果。杨志忠［２］提出对邢文所用测...

实验室球磨机粉磨对粉煤灰比表面积的影响

比表面积是影响粉煤灰性能的重要因素,通过比表面积测定分析实验室球磨机粉磨对粉煤灰比表面积的影响得出结论:在相同的球段比和装填量下,粉煤灰的比表面积随着粉磨时间的增加而增大;当装填量固定时,粉煤灰的比表面积随着段球比的减小而减小;装填量为100%时,粉煤灰的比表面积随着段球比的变化更为明显,加大了段球比对粉煤灰的比表面积影响。

粉煤灰改性固体废弃物胶固粉的制备及性能研究

以电石渣和粉煤灰这两类固体废弃物为主要原料,制备了不同粉煤灰掺量的固体废弃物胶固粉。研究了粉煤灰掺杂比例对胶固粉水化进程、微观形貌、破坏形态和力学性能等方面的影响。结果表明,掺入适量粉煤灰后加速消耗了水泥熟料,提高了胶固粉的水化反应速率,在28 d龄期下,当粉煤灰的掺量为30%(质量分数)时,胶固粉中孔隙数量最少,结构密实度最高。胶固粉在受力过程中破坏形态相似,裂纹自上而下均为条形裂纹,且上部出现了坍塌现象。随着粉煤灰掺量的增大,胶固粉的凝结时间逐渐增大,流动度和化学结合水量持续降低,抗压强度和最大应力先增大后降低变化。在28 d龄期下,当粉煤灰的掺量为30%(质量分数)时,胶固粉的抗压强度最大为14.85 MPa,在相同应变下的应力最高为15.70 MPa。分析可知,粉煤灰的最佳掺量为30%(质量分数)。

微波活化粉煤灰的微观结构及粉煤灰-水泥浆体的早期性能

微波辐照是激发粉煤灰活性的一种高效低碳的活化方式,高活性粉煤灰有利于早强混凝土的制备。本工作首先研究了微波辐照温度(600℃、700℃、800℃)对粉煤灰物理化学性能的影响,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对其物相组成和微观形貌进行表征,然后研究了活性粉煤灰-水泥浆体的早期性能。研究结果表明:微波辐照促使粉煤灰中的石英相和莫来石相向非晶相转化,极大地提高了粉煤灰的活性。当微波辐照温度为800℃时,与未活化粉煤灰相比,活性粉煤灰非晶相含量从49.13%增加到了58.71%,且28 d活性指数高达94.13%,提高了33.06%。与未活化粉煤灰-水泥浆体相比,800℃微波辐照的粉煤灰-水泥浆体的早期力学性能提升非常显著,其中1 d的抗压强度增加了41.36%。因此,微波辐照活化粉煤灰的合适温度为800℃。

土工格栅加筋粉煤灰改良黄土力学特性研究

随着西部黄土地区城镇化进程的加快,填挖结合的新增用地方式要求地基处理技术需要重点解决填方区的强度与变形问题。论文将粉煤灰作为改性填料对黄土进行改良,通过直剪试验、三轴试验、湿陷试验与扫描电镜试验,分析不同粉煤灰掺入比条件下加筋与未加筋黄土试样的强度变化规律、宏观破坏特征和微结构特征。结果表明:采用粉煤灰改良和土工格栅加筋后,黄土的最优含水率增大,最大干密度降低。当粉煤灰掺入比λ=20%时,加筋改良效果最好,黄土的峰值强度、残余强度和等效内摩擦角均有大幅提高,侧向变形显著减小,且能有效降低其湿陷性。微结构分析表明:粉煤灰对黄土的改良主要体现在颗粒直接填充和化学结晶体交织成的网状填充两种类型的强化作用,改良后黄土的孔隙率与孔隙尺寸均有所下降。研究结果可为黄土地区填方边坡与填方路基的改良加固提供参考。

硅灰及矿渣粉对大掺量粉煤灰砂浆力学性能的影响及机理研究

以硅灰和矿渣粉(GGBS)为辅助胶凝材料,使用聚羧酸高性能减水剂,分别研究了硅灰和GGBS对大掺量粉煤灰砂浆抗压强度的影响。通过压汞测试(MIP)、扫描电子显微镜(SEM)以及X射线衍射(XRD)等方法对制备试件的孔结构、微观产物、物相组成进行分析,得到了硅灰和GGBS影响大掺量粉煤灰砂浆强度的机理。结果表明:单掺硅灰的大掺量粉煤灰砂浆的抗压强度随着硅灰含量增加先增大后减小,单掺GGBS的规律与硅灰类似;复掺硅灰和矿渣时,砂浆的强度较其他同龄期组均有一定的提高,二者表现出良好的协同作用;无论是单掺还是复掺,硅灰和GGBS都对大掺量粉煤灰砂浆强度有良好的提升作用。砂浆试件总孔隙率和大孔占比与抗压强度总体呈负相关,强度越高的砂浆试件微观结构越致密,但相比于总孔隙率,毛细孔和大孔占比表现出与抗压强度更好的相关性。当硅灰和GGBS质量分数分别为8%和6%时,砂浆28 d强度最大,为88.05 MPa。

化学外加剂对粉煤灰湿法细化活化的影响

将粉煤灰(FA)作为矿物掺合料使用,是降低胶凝材料碳排放的重要手段之一,但其早期活性低是学者们普遍关注的问题。本研究提出在湿磨过程中引入化学功能组分来提升FA细化活化效率的技术思路;通过激光粒度仪(PSD)、pH仪、全谱直读等离子体发射光谱仪(ICP)、XRD、SEM和TG-DTG等测试手段评价了FA的物化性能及活性指数,揭示了液相研磨机械力和化学溶蚀协同作用机理。结果表明:引入TIPA、TEA、NaOH、Na_(2)SO_(4)及电石渣(CS)化学功能组分优化了湿磨的液相环境介质,可显著提升湿磨效率;当FA的中值粒径降低至2μm时,TIPA+CS作用效果最为显著,研磨时间由原来的120 min缩短至40 min,缩短67%。从活性指数的角度来看,1 d龄期时,Na_(2)SO_(4)作用效果最为显著,湿磨FA的活性指数达到60.1%;3 d、7 d、28 d龄期时,TIPA+CS作用效果较好,湿磨FA的活性指数分别可达到81.3%、89.1%、97%。在液相研磨机械力作用过程中,液相环境介质可溶蚀粉煤灰表面,促进表面[AlO_(4)]和[SiO_(4)]的解聚,加速离子溶出,形成钙矾石、C-S-H凝胶等水化产物,显著提升FA的湿磨细化活化效率。

资源化利用粉煤灰的混凝土强度预测模型

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。为粉煤灰的可资源化利用以及准确评估粉煤灰混凝土的抗压强度,基于机器学习建模技术,构建了三个混凝土抗压强度预测模型(传统线性回归模型、决策树模型和支持向量机模型),对其抗压性能进行建模预测和对比分析。首先建立了相应的实验数据库,输入参数为水泥、粉煤灰、减水剂、粗骨料、细骨料、水和养护龄期等七个参数,抗压强度为输出参数。基于10折交叉验证,通过均方根误差(RMSE)、平均绝对误差和相关系数评估了上述三个模型在训练集上的性能,并对比各个模型在测试集上的性能。结果表明:养护龄期与抗压强度存在较高的相关性(0.60),粉煤灰对抗压强度的相关性高于水泥。传统线性回归模型在训练集和测试集的RMSE分别为7.27和5.91,决策树模型分别为2.72和9.23,支持向量机模型分别为5.34和4.09。综合来看,支持向量机模型在预测粉煤灰混凝土抗压强度方面具有较好的准确性和稳健性能。研究可为采用粉煤灰的混凝土提供强度设计指导以及推进粉煤灰的可资源化利用。

木质素纤维-高钙粉煤灰复合改良膨胀土试验研究

为改进单一方法改良膨胀土存在的不足,选用木质素纤维和粉煤灰复合改良膨胀土,提升改良土强度和破坏韧性,抑制膨胀变形。分别开展了自由膨胀率、有荷膨胀率(50 kPa)、无侧限抗压强度试验、低应力直剪试验获得单掺粉煤灰时的最优掺量,再掺入木质素纤维进行力学强度试验、水稳试验和微观试验,以力学特性变化结合微观结构特征分析复合改良效果。结果表明:单掺粉煤灰能够抑制膨胀土的膨胀特性,提升改良土强度,最佳粉煤灰掺量为20%;加入木质素纤维进行复合改良能够进一步提升土体强度,增强破坏韧性,水稳性也大大增强,20%粉煤灰和1.0%木质素纤维复合改良效果最好;复合改良能够很好地改善孔隙分布,抑制土体裂缝延伸,增强土体密实度。

粉煤灰矿化电厂烟气CO_(2)技术及关键科学问题

燃煤发电是我国能源安全的重要保障,但烟气中会排放大量CO_(2),同时,也会产生大量粉煤灰。利用粉煤灰矿化封存电厂烟气CO_(2),并将矿化产物进行综合利用,可达到大宗固废处置与CO_(2)长效封存的双重目的。目前,粉煤灰矿化电厂烟气CO_(2)技术仍存在矿化效率低、反应时间长、CO_(2)处理量小等不足,其对应的关键科学问题和技术瓶颈亟待解决。简要介绍了粉煤灰矿化烟气CO_(2)的基本原理,分析了不同反应条件对粉煤灰碱土金属离子浸出和CO_(2)矿化反应效率的影响机制,对比了CO_(2)直接矿化反应工艺、碱土金属预浸出工艺、CO_(2)预吸收工艺等3种流程的优缺点,提出了包含粉煤灰碱土金属离子高效浸出、CO_(2)矿化反应过程强化、粉煤灰矿化CO_(2)智能装备、矿化效果综合评价等方面的粉煤灰高效矿化烟气CO_(2)技术体系,总结了粉煤灰矿化CO_(2)产物的物理化学性质,提出了粉煤灰矿化CO_(2)产物高值化综合利用的构想。最后,凝练出了粉煤灰碱土金属离子快速浸出与CO_(2)高效矿化特性、粉煤灰矿化CO_(2)大型反应器中多相混合与反应规律、粉煤灰浆液矿化CO_(2)产物性质的调控机制等3个关键科学问题,指明了基础研究-关键技术与装备研发-工程应用全链条的攻关方向,为粉煤灰高效矿化烟气CO_(2)及产物综合利用提供了参考,对于双碳目标实现和固废综合利用具有重要意义。

硫酸铝对高掺量流化床粉煤灰基泡沫混凝土性能的影响

随着新型循环流化床燃煤技术的发展,循环流化床粉煤灰(CFBFA)的排放量日益增加。结合我国北方地区冬季严寒时保温隔热材料需求量大的现状,采用高掺量CFBFA制备具有保温隔热性能的泡沫混凝土。针对泡沫混凝土存在的凝结时间长以及早期强度低等问题,本工作掺入硫酸铝进行改性,研究并分析了硫酸铝掺量对泡沫混凝土密度、强度和导热系数的影响。利用X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)以及扫描电子显微镜(SEM)等研究了硫酸铝作用下CFBFA基泡沫混凝土的水化产物和微观形貌。此外,还利用3D轮廓仪分析了泡沫混凝土的孔隙结构。结果表明,硫酸铝促进了本体系早期AFt的生成,与基准组(硫酸铝掺量为0%(质量分数,下同))相比,15%硫酸铝掺量的CFBFA基泡沫混凝土的初凝时间缩短了470 min,10%硫酸铝掺量的泡沫混凝土3 d强度可达到10.43 MPa,导热系数为0.31 W·m^(-1)·K^(-1)。这种泡沫混凝土具有较快批量化生产的潜力。

盐冻循环下粉煤灰再生混凝土性能劣化规律及寿命预测

为研究粉煤灰再生混凝土在高寒、盐渍土地区的耐久性问题,以质量分数为3%的NaCl和5%的Na_(2)SO_(4)混合溶液为冻融介质,采用快冻法对不同粉煤灰掺量的再生混凝土进行冻融循环试验,测定各组试件的质量损失、抗压强度以及相对动弹性模量的数据,研究粉煤灰再生混凝土在盐冻耦合作用下的性能劣化规律,并通过抛物线损伤模型预测再生混凝土的耐久性寿命。研究结果表明:在盐冻侵蚀作用下,不同掺量粉煤灰再生混凝土的相对动弹性模量和抗压强度变化均呈现前期平缓下降,后期快速下降的趋势,而质量损失率则前期缓慢增长,后期快速增加;抛物线模型能较好表征粉煤灰再生混凝土在复合盐环境下的冻融损伤,其模型拟合曲线与试验结果符合较好,具有较高的精度;当粉煤灰掺量为20%时,再生混凝土的抗冻耐久性寿命最长。

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%.

粉煤灰基充填膏体制备过程中氨气释放的超声强化特性

将粉煤灰作为主要胶凝材料的膏体充填开采不仅能有效控制地面沉降、解决“三下”压煤问题、提高煤炭采出率,还可解决燃煤电厂粉煤灰堆积难题。而粉煤灰基充填膏体的氨气释放会对充填作业面的气体环境造成污染,亟需治理。提出一种利用超声波促进膏体氨气释放的新思路。通过对粉煤灰浆液进行超声处理,采用以超声时长(A)、超声功率(B)、固液比(C)作为考察因素,进行单因素实验,结果表明:随着超声时长、超声功率以及固液比的的增加氨气释放速率呈现出先增大后减小的趋势,并在超声时长、超声功率以及固液比分别为30 min、80 W和1∶10时达到最大值。在单因素实验结果的基础上进行响应面实验建立回归模型。通过响应面优化确定最佳实验参数。结果表明:影响因素主次顺序为:A>B>C,AB>AC>BC;去除氨气最佳实验参数为:超声时长为32 min,超声功率为80 W,固液比为1∶7.7。验证结果表明:实测值与预测值仅存在-1.6%的相对误差。利用优化后的实验参数处理粉煤灰,并制备成充填膏体测定氨气释放量,发现膏体氨气释放量平均减少了95.94%,氨气释放速率提高84.02%,膏体3 d和28 d的单轴抗压强度分别提高185.00%和86.50%,坍塌度、泌水率和凝结时间均降低,同时减少了膏体内部多害孔数量,使孔隙率由33.58%降低到28.13%,为粉煤灰基充填膏体的氨气释放治理提供新的方法与思路。

不同粗骨料取代率下粉煤灰再生混凝土的力学性能研究

为探讨不同再生粗骨料取代率下粉煤灰对再生混凝土力学性能的影响,以及再生混凝土抗折强度与再生粗骨料取代率、水胶比之间的关系,以RC30设计强度等级为基础设计了16组配合比,制作了96块再生混凝土试块,主要进行了再生混凝土的抗压强度试验和抗折强度试验。得出如下结论:随粉煤灰掺量的增加,不同再生粗骨料取代率,抗压强度变化规律有所不同;再生粗骨料取代率为0、30%和40%时,抗压强度随粉煤灰掺量的增加整体呈下降趋势;而当再生粗骨料取代率为50%时,随粉煤灰掺量的增加,抗压强度先减小后增大。粉煤灰掺量大于20%时,天然骨料混凝土的抗压强度急剧下降,而再生骨料混凝土的抗压强度降低幅度均较小,大掺量粉煤灰在再生混凝土中或将有更大的应用空间。通过观察抗折强度试件破坏断面,分析再生混凝土变形破坏特征。粉煤灰的掺入提高了天然骨料混凝土的抗折强度,且掺量为20%强度最高。再生粗骨料取代率为30%时,随粉煤灰掺量变化抗折强度整体呈下降趋势,但下降幅度很小;再生粗骨料取代率为40%和50%时,呈先减后增再减的趋势。天然骨料混凝土的折压比随粉煤灰掺量的增加而提高;再生混凝土折压比随粉煤灰掺量的变化趋势与抗折强度一致,但变化幅度略小。粉煤灰对再生混凝土抗折强度的影响大于抗压强度;再生粗骨料取代率为30%,粉煤灰掺量为10%为较优掺量。提出再生混凝土抗折强度预测式。

粉煤灰堆积体大断面连拱隧道失稳破坏模式及施工力学研究

国内目前并无在粉煤灰堆积体中采用暗挖法修建大断面连拱隧道的先例,给隧道的设计和施工带来了巨大挑战。依托盐坪坝隧道工程,开展了室内相似模型试验,探讨了该地层下大断面连拱隧道塌落拱演化规律及开挖施工力学行为。研究结果表明:连拱隧道在粉煤灰堆积体中开挖极易发生失稳,将失稳过程划分为4个演化阶段,破坏模式具有突发性、剧烈性、对称性、同步性特征;塌落拱高度约为隧道开挖跨度的40%。采用单侧壁导坑法开挖时粉煤灰堆积体承载力严重不足,根据相似换算关系左、右洞拱顶沉降分别为16.86,14.91cm,需对地层实施注浆加固;地层沉降呈对称“双峰状”,先行洞相较于后行洞受开挖影响较大,中隔墙的承载作用能够有效降低地层位移,单洞压力拱向双洞压力拱转换过程中,中隔墙受到偏压作用容易向先行洞侧偏转,建议在先行洞开挖时中隔墙添加支撑物。