废纸造纸污泥灰的制备及其对水泥砂浆性能的影响

为提高废纸造纸污泥的资源化利用效率,在煅烧温度650℃的条件下制备了废纸造纸污泥灰,对掺有0、5%、10%、15%和20%污泥灰的水泥砂浆流动度、凝结时间和抗压强度进行了研究。结果表明,污泥灰的掺入会降低水泥砂浆的流动性,当污泥灰掺量从0增加到5%时,初始流动度损失约14.2%,当污泥灰掺量增加到20%时,初始流动度损失约29.6%;污泥灰的掺入会缩短水泥砂浆的凝结时间,当污泥灰掺量为15%时,凝结时间明显缩短,砂浆初凝时间缩短约53 min,终凝时间缩短约37 min;掺加污泥灰有利于提高水泥砂浆的抗压强度,当污泥灰掺量从0增加到5%时,水泥砂浆的抗压强度提升较大,其中3天抗压强度提升约12.5%,28天抗压强度提升约8.7%。

基于造纸污泥灰的矿山充填胶凝材料活性激发试验

矿山充填的胶凝材料可以选用成本低的造纸污泥灰,高温煅烧后的造纸污泥灰其潜在活性需要激发剂激发才能够显现出来。在分析造纸污泥灰高温煅烧后组分与化学成分的基础上,尝试性的利用不同浓度的NaOH、Na_(2)SO_(4)、NaCl溶液在实验室进行了高温煅烧造纸污泥灰活性激发试验。基于试验结果发现:NaOH激发剂、Na_(2)SO_(4)激发剂与NaCl激发剂对于造纸污泥灰活性都有一定的促进作用,NaOH激发剂、Na_(2)SO_(4)激发剂的激发效果明显,NaCl激发剂效果相对较弱。激发剂溶液浓度与激发效果基呈正相关性,工程应用上,建议选用CaOH及CaSO 4的混合物作为激发剂,CaCL_(2)作为早强剂。试验结果为造纸污泥灰在矿山充填应用中提供了理论支持。

造纸污泥灰煤矿充填胶凝材料配比试验研究

以造纸污泥灰、硫铝酸盐水泥熟料配制煤矿充填胶凝材料,研究悬浮增稠剂、激发剂、料浆水固比对胶凝材料强度、保水性、流动性的影响,并利用X射线衍射、扫描电镜和能谱分析表征手段对水化产物进行微观分析。结果表明,当羟丙基甲基纤维素掺量0.2%~0.3%,碱性激发剂A掺量1.8%,脱硫石膏掺量4%,早强剂B掺量0.9%,水固比为1.3时,充填胶凝材料可同时满足泵送及强度要求。胶凝材料水化产物以针状钙矾石晶体,云朵状无定型水化硅(铝)酸钙凝胶及少量片状单硫型水化硫铝酸钙晶体为主,随龄期增长,钙矾石由细针状和纤维状发育成棒状和柱状,水化硅(铝)酸钙凝胶生成量不断增加并连接成整体,钙矾石及单硫型水化硫铝酸钙填充于凝胶孔隙中,使得充填试样微观结构更加紧凑,抗压强度进一步提高。

造纸污泥焚烧灰用作混凝土矿物掺合料的试验研究

将高温处理后的造纸污泥焚烧灰(PA)用作混凝土矿物掺合料,研究了其等量替代普通硅酸盐水泥后对水泥强度等级及对混凝土工作性、抗压强度以及抗折强度的影响。研究表明,不经处理的PA对混凝土的工作性和力学性能有不利影响;经过球磨处理的造纸污泥焚烧灰具有较高的火山灰活性,当平均粒径低于100μm时可以等量取代硅酸盐水泥而不降低水泥的强度等级,并且对混凝土的力学性能有积极作用。

煅烧温度及冷却条件对造纸污泥灰火山灰活性的影响

通过结合水率和水泥胶砂强度实验,研究了煅烧温度、冷却方式对造纸污泥灰火山灰活性的影响,并结合X射线衍射、红外光谱、扫描电镜对污泥灰矿物组成、化学结构及微观形貌进行了研究。结果表明:高温煅烧和水淬处理均可有效提高造纸污泥的火山灰活性,最合理的煅烧温度为950℃左右;当煅烧温度从450℃提高至850℃,污泥灰主要矿物为方解石、石英、利蛇纹石、刚玉和硅灰石,温度升高至950℃、1 050℃,方解石衍射峰消失,弥散峰增强,污泥灰微观结构变得疏松,大部分晶体转变为玻璃体;相比空气冷却,水淬急冷处理的污泥灰含有更多玻璃体及微观孔隙,火山灰活性更高。