铁尾矿制备轻质骨料的实验研究

为了提高铁尾矿的利用率,以硅酸盐水泥和Ca(OH)_(2)为粘结剂,通过冷粘结造粒技术制备轻质骨料,并借助X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段,研究了粘结剂对铁尾矿轻质骨料物理性能和物相结构的影响。结果表明,随着水泥含量的增加,骨料的堆积密度和吸水率降低,筒压强度增加。随着Ca(OH)_(2)含量的增加,骨料的强度和吸水率增加,堆积密度降低。当水泥含量为15%和Ca(OH)_(2)含量为9%时,养护28 d后的堆积密度达到最小,分别为848.3和860.5 kg/m^(3),筒压强度达到最大,分别为6.2和5.6 MPa,吸水率最大,分别为9.4%和9.6%。

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。

莫来石轻质骨料的制备及性能研究

以蓝晶石细粉为原料,核桃壳粉为造孔剂,硅溶胶为结合剂,制备了莫来石轻质骨料。研究了煅烧温度(分别为1 300、1 400、1 500、1 600℃,保温时间均为180 min)和保温时间(分别为60、120、180 min,煅烧温度均为1 500℃)对莫来石轻质骨料体积密度、显气孔率、烧后线变化率、物相组成和显微结构的影响。结果表明,在1 500℃保温60 min所得莫来石轻质骨料的综合性能最优,其体积密度为1.18 g·cm^(-3),显气孔率为59.8%,烧后线变化率为2.58%,莫来石相含量为86%(w)。

基于多目标-理想点法的洞庭湖淤泥制备轻质骨料最优烧结条件

为了解决洞庭湖淤泥产量大、绿色处置技术落后、费用高等难题,从宏微观角度分析了淤泥的物理、化学性能和淤泥的可烧结性;开展正交试验研究了烧结条件与优质轻质骨料性能的关系,构建了多目标-理想点法优化模型,并提出一种可快速获取不同区域淤泥烧结最优条件的方法。研究结果表明:洞庭湖淤泥是一种典型的烧结易膨胀土体,三相图位于Riley三相图所规定的易于膨胀区间,具有烧结制备优质轻质骨料的可行性;洞庭湖淤泥制备轻质骨料的最优烧结条件为预热时间20 min、预热温度410℃、烧结时间5 min以及烧结温度1 112℃,烧结获取的轻质骨料孔隙率为23.31%、收缩率为5.75%、体积密度为1.28 g/cm^(3)、抗压强度为20.35 MPa、1 h吸水率为14.33%。研究成果可解决洞庭湖淤泥处置难题,也可为其他湖泊淤泥的资源化利用提供新思路。

煤矸石制备轻质骨料的加工试验研究

煤矸石经破碎、粉磨与粉煤灰等其它工业固体废物混合、成球、干燥 ,或煤矸石直接破碎 ,经焙烧、膨胀 ,可制成具有一定孔隙率、技术指标符合要求的轻质骨料。讨论了这两种方法的特点 ,指出破碎法轻质骨料受原料影响较大 ,但成本低 ;成球法 (可塑法 )可根据要求调整配方 ,灵活 ,不受原料限制 ,但成本较高。

不同轻质骨料类型对复合保温材料性能的影响

采用无机胶凝材料,分别以普通膨胀聚苯乙烯(EPS)颗粒、表面处理过的EPS颗粒、阻燃型EPS颗粒、表面处理过的EPS颗粒与空心微珠复配作为轻质骨料制备了复合保温材料,研究了不同轻质骨料类型对复合保温材料性能的影响.结果表明:与掺普通EPS颗粒的复合保温材料(基准组)相比,采用表面处理过的EPS颗粒制备的复合保温材料抗拉强度和抗压强度分别提高了57%和31%,导热系数有微小降低,热释放速率峰值(pHRR)减小了41.9%;复配轻质骨料中空心微珠体积分数为30%时,复合保温材料的性能可以满足标准要求,与基准组相比,其pHRR最高降低85.9%,总热释放(THR)为0.7MJ/m^2,已达到A1级不燃材料标准.

利用低压电瓷废料制备轻质骨料的研究

为了以低压电瓷废料为主要原料制备轻质骨料,研究了原料配比(低压电瓷废料、粉煤灰和黏土的质量比分别为5 4 1、6 3 1、7 2 1)及热处理温度(分别为1 100、1 200和1 300℃)对制备的轻质骨料的致密度、强度、热导率、物相组成和显微结构等的影响。结果表明:以低压电瓷废料为主要原料,可以制备出性能优异的轻质骨料。在低压电瓷废料、粉煤灰和黏土的质量比为6 3 1,热处理温度为1 200℃时,所制得的轻质骨料的体积密度为1.07 g·cm-3,显气孔率为57.5%,颗粒强度为32.3 N,在300、600和900℃的热导率分别为0.151、0.165和0.476 W·m-1·K-1,主晶相为莫来石。

聚苯乙烯轻质骨料对石渣粉混凝土空心砌块性能的影响

利用采石场废弃石渣粉生产石渣粉混凝土空心砌块,砌筑的墙体热工性能不能满足夏热冬暖地区建筑节能50%的要求。试验测试、分析了以聚苯乙烯轻质骨料取代石渣粉,对石渣粉混凝土干表观密度、24h吸水率、导热系数和立方体抗压强度等性能的影响程度和规律。结果表明,随着聚苯乙烯骨料体积率的增加,石渣粉混凝土的立方体抗压强度、表观密度和导热系数降低,吸水率增大;生产石渣粉混凝土空心砌块时,聚苯乙烯骨料取代石渣粉的体积率应控制在24%～36%范围内。

轻质骨料对泡沫混凝土性能的影响及其内养护机制

为降低泡沫混凝土干燥收缩,采用轻质骨料(页岩陶粒及粉煤灰陶粒)制备泡沫混凝土,研究了轻质骨料对泡沫混凝土抗压强度、干燥收缩、内部湿度及孔结构等的影响,并分析了轻质骨料的内养护机制。结果表明,轻质骨料能够调节泡沫混凝土的内部湿度,约束基体的变形,降低泡沫混凝土的干燥收缩。而轻质骨料也会在泡沫混凝土中引入缺陷,导致其强度降低。轻质骨料中大于100 nm的墨水瓶孔是内养护效果的控制因素,大于100 nm的墨水瓶孔数量越多,轻质骨料释水能力越强,内养护效果越好,制备的泡沫混凝土干燥收缩越小。

起始物料对CA_6-MA轻质骨料性能的影响

针对以往合成CA6-MA轻质骨料主要采用固体起始物料时Ca O和Mg O分散度有限之不足,以菱镁矿、碳酸钙和氢氧化铝为主要原料,尝试了用可溶性盐Ca Cl2(加入质量分数分别为1%、3%、5%、7.2%)和Mg Cl2·6H2O(加入质量分数分别为1%、3%、5%、7%、9%)分别替代碳酸钙和菱镁矿,研究了其对CA6-MA轻质料的体积密度、强度和显微结构的影响。结果表明:1)Ca Cl2和Mg Cl2·6H2O分别替代碳酸钙和菱镁矿作为Ca O和Mg O源均可制得CA6-MA轻质骨料。2)Mg Cl2·6H2O或Ca Cl2的加入对CA6-MA轻质骨料的物相影响不大,却明显改变了轻质骨料的显微结构;与引入Ca Cl2相比,引入Mg Cl2·6H2O更有利于生成交叉排列的片状CA6及制备低体积密度、高强度、微孔的CA6-MA轻质微孔骨料。3)Mg Cl2·6H2O的最佳加入量为5%(w)。

不同轻质骨料对高铝浇注料性能的影响

为了提高轻质高铝浇注料的中高温强度,降低加热永久线变化,研究了体积密度分别为1.54、1.42g.cm-3的2种轻质高强微孔矾土骨料以及体积密度为1.53 g.cm-3的普通轻质高铝骨料对轻质浇注料110℃24 h烘干、1 000℃3 h和1 400℃3 h烧后性能的影响。结果表明:110℃24 h烘干后,利用体积密度为1.54 g.cm-3的微孔轻质骨料和1.53 g.cm-3的普通轻质高铝骨料所制备的浇注料的体积密度均为1.80g.cm-3左右,轻质骨料体积密度越低,利用其所制备的浇注料体积密度越低,显气孔率越高;轻质骨料内部孔径微小化,可明显提高轻质浇注料各温度处理后的常温耐压强度和常温抗折强度,降低轻质浇注料的加热永久线变化;由于微孔骨料内显气孔率较高,利用其制备的轻质浇注料500℃低温下热导率比普通轻质高铝骨料的高,但在1 000℃下相差不大,均在0.42 W.m-1.K-1左右。由此可见,轻质高铝骨料内部孔径微小化和Al2O3含量的提高使轻质浇注料的性能更优。

轻质骨料种类对高铝浇注料性能的影响

为了降低高铝浇注料的体积密度和热导率,研究了分别以轻质微孔莫来石、高铝多孔熟料和氧化铝空心球为骨料的三种高铝浇注料的烘干及1250℃热处理后的性能。结果表明:(1)浇注料的烘干强度主要取决于所用轻质骨料的强度,1250℃热处理后的强度还与浇注料的烧结程度有关;热导率主要受骨料的致密度以及气孔的大小和分布影响。(2)比较后发现,以轻质微孔莫来石为骨料制备的浇注料的常温强度和高温抗折强度较大,热导率较低。

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。

洞庭湖淤泥烧结轻质骨料制备驳岸砌块设计与配合比优化研究

为了解决洞庭湖淤泥处置与堤岸稳定性等难题,提出了一种利用洞庭湖淤泥烧制轻质骨料制备驳岸砌块的新思路。为此,首先分析了淤泥的物理化学性能与可烧结性能,并获得了淤泥制备轻质骨料的最佳烧结条件;其次,基于堤岸驳岸砌块设计规范,并结合洞庭湖区堤岸特点,设计了驳岸砌块的厚度、重度以及结构;最后,通过正交试验得到驳岸砌块的最优配合比。研究结果表明:洞庭湖淤泥具有制备优良轻质骨料的可行性,淤泥烧结轻质骨料的最佳条件为预热温度410℃、预热时间为20 min、烧结温度为1 112℃、烧结时间为5 min;洞庭湖淤泥烧结轻质骨料制备砌块的最优配合比为水灰比为0.27,陶粒粒径为15 mm,设置空隙率为25%。研究成果可解决洞庭湖淤泥处置难、堤岸稳定等问题,也可为其他淤泥处置和砌块制备提供新思路。

复合轻质骨料保温抹灰砂浆的制备与性能研究

利用膨胀玻化微珠和空心微珠为轻质骨料制备了复合轻质骨料保温抹灰砂浆,研究了水泥用量和轻质骨料组成对保温抹灰砂浆性能的影响。结果表明:随胶集比提高,保温抹灰砂浆的抗压强度和导热系数均逐步增大,但增幅不同;以空心微珠等体积取代膨胀玻化微珠,随空心微珠取代率提高,保温抹灰砂浆的抗压强度显著提高,导热系数小幅增大。

一种适用于镁质建材的轻质骨料

专利申请号：CN200520045626．0，公开号：CN2878383，申请日：2005．10．13，公开日：2007．03．14，申请人：同济大学。

轻质混凝土和轻质骨料

轻质骨料有以下几种。结构级轻质骨料是从合适的页岩、粘土、板岩、粉煤灰或鼓风炉炉渣的原料生产的。隔热级轻质骨料包括低密度、低强度的骨料,如蛭石和珍珠岩。天然形成的轻质骨料采自火山堆积物,包括浮岩及火山熔渣类。越来越多的经处理的结构级轻质骨料的利用是环境上合理计划的证据。

来自硅渣的轻质骨料

阐述了硅渣用于轻质骨料生产的可能性。结果示出了所研究的硅渣可以作为生产轻质骨料的原料。本文还发现以下参数对工艺有着重要的影响:1)碱性原料的矿物组成;2)起泡剂;3)烧结/起泡的温度范围。硅渣中约含有70%石英,约5%～7%长石,余量为黏土。硅渣的颗粒尺寸低于100mm,其中58%低于20mm。为了提高骨料的性能,在硅渣中添加一些废料(纸浆、废玻璃)。依据造孔剂/起泡剂和烧结制度,可以得到密度在0.6～1.8g.cm-3的轻质骨料,并对其用作建筑骨料的适宜性进行了测试。

火灾后轻骨料混凝土梁抗震性能数值模拟研究

火灾后的耐火结构在其使用过程中可能暴露在地震荷载下,导致性能降低。对暴露在高温下受损的轻骨料钢筋混凝土梁的抗震性能展开研究,在准静态循环荷载下进行试验,比较轻重量梁与正常重量梁的应力-应变关系、强度和刚度退化、裂缝形态。结果表明,在环境温度下,重量较轻的梁抗压强度较低,但与正常重量的梁相比,在高温下表现出更好的抗震性能。此外,通过运用纤维截面模型在OpenSees中对所研究的梁进行数值模拟,以验证试验结果。