半干法脱硫灰膏体制备流态填筑材料及其机制

针对填埋到湖底的脱硫灰含水量较高,脱水干燥后再利用可行性差的问题,本文直接利用填埋半干法脱硫灰膏体制备全固废流态填筑料。研究“半干法脱硫灰-钢渣微粉-粉煤灰”全固废胶凝材料,考察原料配比对抗压强度的影响,通过XRD、FT-IR、SEM等分析手段研究胶凝机制,考察流态填筑料强度的影响因素。结果表明:原料最佳配比为脱硫灰∶粉煤灰∶钢渣微粉=40∶20∶40,28 d抗压强度可以达到13.37 MPa;复合胶凝材料水化产物除常规的水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和钙矾石外,还存在少量的C_(3)A-CaSO_(3)-11H_(2)O,其由脱硫灰中的CaSO_(3)·0.5H_(2)O和体系中的水化铝酸钙(C-A-H)反应生成;当固化剂掺量为8%~20%时,所制备的流态填筑料28 d抗压强度为1.18~2.47 MPa;三乙醇胺可以增加流态填筑料各龄期的抗压强度,最佳用量为固化剂质量的0.04%。

全固废再生流态混合料制备及性能研究

本文以碱渣、矿渣、冗余土、砖混再生骨料为主要原料制备回填用全固废再生流态混合料。通过流动度、凝结时间及抗压强度试验,探讨了胶材组成及胶材总量对流态混合料工作性能及力学性能的影响,并通过XRD、SEM进行微观分析。试验结果表明:当碱渣掺量为15%~50%(质量分数,下同)、矿渣为20%~85%、粉煤灰为0%~40%时,流态混合料强度达1 MPa;矿渣掺量对流态混合料的早期及后期抗压强度增长影响最显著;碱性废渣及粉煤灰掺量对流态混合料后期抗压强度的增长影响显著。通过微观分析发现,流态混合料的强度主要源于矿渣在碱性环境下发生的解聚,C-S-H、C-A-S-H及AFt交织形成骨架。

流态粉煤灰路基填料配合比设计及路用性能试验研究

为解决高速公路桥涵台背段路基工作面狭小而导致的压实质量无法保证等问题,兼顾环保的要求,开展了无需振捣、可自密实、容重低、价格低廉的流态粉煤灰路基填料配合比设计,进行了各项路用性能影响因素分析及性能评价。采用低标号水泥、低等级粉煤灰及聚羧酸高性能减水剂配制了流态粉煤灰,以获得高性价比并满足路用性能的配合比。基于流态粉煤灰的流动度、抗压强度、泌水率及密度确定了其初始配合比,并与使用高标号水泥的流态粉煤灰相关指标进行了对比。然后对该配合比下填料的其他路用性能及其影响因素开展了试验研究,并进行了参数敏感度分析。结果表明:采用F类Ⅲ级粉煤灰及PSA325水泥配制的流态粉煤灰的各项物理力学性能均满足工程要求;用水量对流态粉煤灰流动度、抗压强度及泌水率均有较大影响,随着用水的量增加,泌水率和流动度均不断增大,但抗压强度则减小;用水量对上述4个指标中泌水率的影响最为显著,随着外加剂掺量的增多,填料流动度、抗压强度及泌水率均增高,冻融循环系数减小;外加剂掺量为1%时,流态粉煤灰的水稳定性最佳,最终得出的满足施工及路用性能的流态粉煤灰最佳配合比为:水泥与粉煤灰质量比为10∶90,用水量为70%,外加剂掺量为1%。

碱激发碳酸盐矿-矿渣胶凝-灌浆材料缓凝与流动性能的改善

苹果酸、硝酸锌、硝酸铅、消石灰等对水玻璃矿渣水泥具有良好的缓凝作用,但不能有效地延缓碱激发碳酸盐矿矿渣胶凝灌浆材料浆液的凝胶化时间。研究发现:外加剂氯化钡能很好地改善该灌浆材料浆液工作性能,如凝胶化时间、Marsh流出时间和扩展度等,而且还有利于强度性能的提高。外加剂氯化钡的缓凝作用是由于在矿渣粉的表面形成了良好的包裹层。

用硫酸从粉煤灰中直接浸出氧化铝

研究了用硫酸直接从循环流化床粉煤灰中浸出氧化铝,考察了温度、浸出时间与硫酸浓度等因素对氧化铝浸出率的影响。结果表明:浸出温度和时间对Al2O3浸出率影响较大,硫酸浓度影响较小;在浸出温度180℃、浸出时间5h、液固体积质量比5∶1、硫酸初始浓度3.7mol/L条件下,Al2O3浸出率达94.16%,Fe2O3浸出率为95.1%,其他杂质浸出率都较低。

泡沫流态粉煤灰的配合比设计与性能研究

为解决软土地基上修建高速公路时常出现的较大沉降及路桥衔接处差异沉降引起的桥头跳车等工程问题,同时着重考虑节能环保,达到节约建筑材料的目的,提出并设计了泡沫流态粉煤灰这一新型轻质建筑材料。通过系统的试验,在材料配合比初步设计的基础上,分析了泡沫流态粉煤灰的密度、抗压强度、水稳定性、冻融稳定性等技术性能,以及配合比对材料各项技术指标的影响规律,提出了三种推荐采用的泡沫流态粉煤灰配合比。试验结果表明:发泡剂、水泥的掺入量、含水量均对泡沫流态粉煤灰的技术性能具有显著影响;当发泡剂含量从0增加到含水量的1/30时,泡沫流态粉煤灰的干密度、7 d龄期抗压强度、水稳定系数和冻融稳定系数(BDR)分别降低了23%、50%、10%~15%和20%左右;当水泥含量8%提高至20%时,7 d龄期抗压强度、水稳定系数和冻融稳定系数(BDR)分别提高了58.1%、38.2%和20.9%;当含水量从40%提高至60%时,干密度降低了约25%,推荐配合比的泡沫流态粉煤灰干密度比普通土低40%以上。表明泡沫流态粉煤灰是一种良好的轻质建筑材料。

煤矿防火粉煤灰阻化浆体的流变性试验研究

为改善浆体的泵送性差、易沉降,及利用有机增稠剂出现触变性不良等问题,研制一种以粉煤灰和硅藻土为骨料并添加硅铝酸盐类无机增稠剂的阻化浆体。采用NXS-11B型旋转黏度计测试浆体的黏度,考察浆体骨料的组分比例、浆体浓度、水灰比和温度对黏度的影响,对比黏度与剪切应力的变化关系,分析浆体的流动特性。结果表明：硅藻土能够改善粉煤灰浆体的悬浮性能,粉煤灰与硅藻土最佳比例为10∶3;增大浓度可以提高浆体黏度,提高水灰比和温度可以降低黏度;水性膨润土增稠流变剂具有良好的触变性能,其浓度为3%-4%,水灰比3∶1时,浆体流动性较好,有利于泵送。阻化浆体是具有剪切稀化特性的非牛顿流体。

粉煤灰填充增强的聚丙烯酰胺/铬(Ⅲ)冻胶堵剂SZD-3

本文报道了粉煤灰填充的聚丙烯酰胺 /铬冻胶堵剂SZD 3的研制和应用情况。堵剂SZD 3为由经乙醇和表面活性剂处理的聚丙烯酰胺、铬交联剂、粉煤灰按质量比 7∶3∶10 0混合而成的粉剂 ,在现场配制成 10 %的悬浮液注入施工井。粉煤灰填充堵剂SZD 3形成的冻胶 ,稳定性和承压强度均显著提高。将SZD 3用于孤岛油田 7口注水井的调剖 ,获得了良好的效果。

黄土地区石油钻井废弃泥浆处置对策研究

石油勘探开发过程中大量的废弃钻井泥浆会引起土壤、地表水和地下水的污染。选择长庆油田陕北采区区内5个井场的钻井泥浆进行研究,探索了石油钻井泥浆的处置对策。结果发现,物理方法很难直接从泥浆中分离出水。因此必须先破坏泥浆的胶体结构,使其失去稳定性,才能实现固液分离。为此提出了铁盐破胶,以粉煤灰、石灰为主凝固剂,外加黄土为辅料的泥浆固化处置技术。该技术处理泥浆的优化条件是:三氯化铁用量为0.6%,粉煤灰用量为25%,石灰用量为6%,黄土用量为40%。结果表明,采用该工艺处理废弃泥浆是行之有效的,使处理后水质各项指标均符合《综合污水排放标准》(GB 8978-1996)二级标准。

改性钻井泥浆固化的试验研究

用压出法测定了在模拟井下温度条件下养护的固井材料与不同组成的泥浆所浸泡的模拟岩芯之间的二界面粘结强度,同时用XRD和SEM研究了二界面上的水化产物和显微结构.试验结果表明,纯泥浆与堵剂间无法形成有效的粘结,而掺加高钙粉煤灰的泥浆内部可以发生轻微的水化硬化反应,使其与堵剂很好地固化成一体,形成一个良好的粘结层.使用掺加高钙粉煤灰的改性泥浆浸泡岩芯,其二界面粘结强度可比纯泥浆浸泡的岩芯提高2倍以上.

钢渣双液注浆材料的研究

钢渣与矿渣、粉煤灰复掺作为注浆材料使用,既优化了骨料的级配又最大限度地使用了工业废渣.基于水玻璃碱激发工业废渣的原理,研究出以钢渣为主最佳配合比的工业废渣-水玻璃双液注浆材料.研究表明,随着水玻璃掺量的增加注浆材料的凝胶时间增加而结石体强度先增加后减小;钢渣与矿渣、粉煤灰两两复掺时前者的效果最好;三种工业废渣三掺(钢渣∶矿渣∶粉煤灰=2∶3∶1)时,注浆材料的强度最大,28 d抗压强度达14 MPa.

高流态大掺量粉煤灰混凝土的研制及应用

通过混凝土配合比的正交试验及有关因素影响效果的分析,确定了高流态大掺量粉煤灰混凝土配合比的最优方案,进而成功用于最深的混凝土防渗墙工程中,为高流态大掺量粉煤灰混凝土的广泛应用提供了参考。

高流态高掺量粉煤灰混凝土在深防渗墙中的应用

冶勒水电站100m深防渗墙是当今世界上在建工程中最深的混凝土防渗墙。施工中成功地应用了高流态高掺量粉煤灰混凝土,通过加大粉煤灰的掺量来有效降低抗压弹性模量,取得了很好的效果,并为刚性混凝土防渗墙的研究发展开拓了一个良好的方向。

液态粉煤灰干缩特性的试验研究

为了明确液态粉煤灰材料的干燥收缩特性,通过试验,系统分析了影响液态粉煤灰干缩特性的主要因素及其变化规律,试验结果表明,液态粉煤灰的干缩系数随含水量和水泥含量的增加而增大,干缩速率随着液态粉煤灰龄期的增加而减小。

大庆油田废钻井液固化处理研究

废钻井液是一种含粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑的多项稳态胶体悬浮体系,主要成分是烃类、盐类、各种聚合物、木质素磺酸盐、某些金属离子和重晶石中的杂质,对环境造成危害。研制出了粉煤灰复合材料固化体系。该复合材料是选用粉煤灰和水泥作为主要固化剂,辅以化学添加剂的固化体系。现场应用表明,采用粉煤灰复合材料固化体系,固化物强度高,硬化速度快,固化物的浸出液毒性均在GB 3550-83的控制指标内;该方法能显著降低废钻井液中金属离子和有机质对土壤的侵蚀和土壤沥滤程度,从而减少对环境的影响和危害,回填还耕也比较容易,并且成本低,具有较好的社会与经济效益。

外部流化床燃烧气化反应器的试验研究

针对循环流化床气化炉普遍存在的飞灰及底渣含碳量高、煤炭利用率低、气化效率不高等问题 ,研制了外部流化床燃烧气化反应器。通过冷态试验 ,研究了外部流化床燃烧气化反应器的布风板空板阻力和料层阻力与流化风量的关系 ,测定了飞灰在反应器内的停留时间 ,研究了外部流化床燃烧气化反应器的输送特性。

利用废弃粉煤灰制备压裂液用硼交联剂的研究

利用废弃粉煤灰制备聚硅酸,以聚硅酸、硼砂为原料,合成了一种高温延缓型交联剂。采用单因素法,通过测定硼交联剂性能,优选出最佳合成工艺参数为:硼砂5wt%,配体28.5wt%,反应温度80℃,催化剂1.5wt%。并对合成目标产物进行了红外光谱表征,其交联的HPG(羟丙基胍胶)冻胶压裂液的高温流变性评价表明,当胍胶浓度为0.45wt%,交联比为100∶0.8(体积比)时,110℃,170 s-1的剪切速率条件下,剪切2 h,粘度达到130 MPa·s以上,证明该交联剂对HPG具有较好的交联效果,老化破胶实验表明其交联的压裂冻胶易破胶返排,残渣低。

飞灰复燃系统在液态排渣锅炉中的应用

液态排渣锅炉是为了适应难着火而又容易结渣煤的燃烧而发展起来的一种炉型。介绍某大容量液态排渣锅炉(1 025 t/h)飞灰复燃系统的运行特点及其经济性分析,在国内类似的设备还很少见, 了解其运行特性并进行相应的研究对同类型锅炉的设计和运行具有指导意义。

流态粉煤灰室内试验研究

从流动性和力学性能两个角度研究了水泥掺量、用水量、养护环境对流态粉煤灰性能的影响;设计出适应于流态粉煤灰的CLSM材料流动性试验方法及评价指标;结果表明,流态粉煤灰流动性随水泥掺量影响不大,与用水量成正比,并存在最佳用水量点。流态粉煤灰强度与水灰比成正比,养护环境对流态粉煤灰强度发展影响较大。

循环流化床粉煤灰的组成形貌与性能研究

通过X-射线衍射分析、扫描电镜、需水量比和强度活性指数试验,研究了循环流化床粉煤灰的组成、形貌及性能。研究结果表明,循环流化床粉煤灰与煤粉燃烧锅炉粉煤灰相比,其玻璃相含量较低,颗粒形状多数不规则,表面粗糙,且烧失量一般也较高。循环流化床粉煤灰的需水量比较大,其强度活性指数也较低,部分循环流化床粉煤灰的强度活性指数还低于70.0%。使用粉煤灰需注意循环流化床粉煤灰与煤粉燃烧锅炉粉煤灰的差别。