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。

干湿循环硫酸盐侵蚀粉煤灰混凝土耐久性分析及抗蚀等级预测

针对云南楚雄州地区含盐地质环境及公路隧道衬砌混凝土所面临的耐久性问题,探究粉煤灰对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响,采用干湿循环和硫酸盐侵蚀耦合的试验方法,根据混凝土表观形貌与质量损失率分析其劣化机制,并建立基于Weibull函数的混凝土侵蚀损伤模型与试验结果进行对比。结果表明:1)侵蚀初期钙矾石和石膏填充于孔隙之间,试件质量增加;侵蚀后期,侵蚀产物膨胀应力超过混凝土结构内应力时,裂缝开始形成和扩展,混凝土受损严重,试件质量减小。2)适量粉煤灰提升了混凝土的抗蚀等级,其中以掺入20%粉煤灰提升效果最优;当粉煤灰掺入过量(25%)时,混凝土抗蚀等级下降。3)以耐蚀系数为损伤度建立Weibull分布函数抗蚀等级预测模型,能够较好地反映粉煤灰混凝土受侵蚀损伤劣化规律,各组模型相关度R2均在0.95以上,模型预测与试验数据误差率在15%以内,精度较高。

矿物掺合料复掺对超高性能湿接缝混凝土性能的影响

采用石灰石粉和粉煤灰微珠作为调节超高性能湿接缝混凝土性能的矿物掺合料,通过设置石灰石粉和粉煤灰微珠的不同复掺比例,研究了两种矿物掺合料对超高性能湿接缝混凝土流变性能、力学性能、收缩性能和抗渗性能的影响,并采用水化热分析了超高性能湿接缝混凝土的水化特性。结果表明:当石灰石粉掺量高于30%(质量分数)时,随着石灰石粉掺量的增加,超高性能湿接缝混凝土的塑性黏度先增大后减小,复掺50%石灰石粉和50%(质量分数)粉煤灰微珠时,混凝土塑性黏度可降低38.0%;掺入石灰石粉可以促进水泥的早期水化,提高超高性能湿接缝混凝土的早期抗压强度,3 d抗压强度最大涨幅为11.6%;复掺石灰石粉和粉煤灰微珠可以降低超高性能湿接缝混凝土的自收缩;当复掺30%石灰石粉时,超高性能湿接缝混凝土的抗渗性能最优,28 d氯离子扩散系数为0.15×10^(-12)m^(2)/s。

掺粉煤灰混凝土强度劣化试验研究

为研究掺粉煤灰混凝土的抗压强度劣化规律,以碎石、水泥、粉煤灰、中砂与自来水为原材料,制备掺粉煤灰混凝土试件。在碳化与干湿循环等环境作用下,利用万能压力试验机,展开试件强度劣化试验。试验结果表明:粉煤灰掺量未超过30%(包含30%)时,试件抗压强度未出现劣化现象;粉煤灰掺量超过30%时,粉煤灰掺量越多,试件抗压强度劣化程度越大。龄期延长,各试件抗压强度均有所提升;增加粉煤灰掺量,会提升试件劈拉强度的劣化程度;延长龄期,会减缓试件劈拉强度的劣化速度。增加水胶比含量,导致试件劈拉、抗压强度劣化程度提升;碳化作用下,试件抗压及劈拉强度有所提升,碳化时间为13 d时,试件抗压及劈拉强度达到峰值;干湿循环作用下,试件的抗压及劈拉强度均会出现劣化情况,粉煤灰掺量为30%时,试件的抗压及劈拉强度均值相对较高。

干湿-盐浸作用下水工混凝土耐久性研究

文中主要研究水工混凝土在干湿-盐浸作用下耐久性的变化及其劣化机理,对不同水灰比和不同粉煤灰掺量的水工混凝土进行质量损失、抗压强度、动态弹性模量以及XRD测试。结果表明,不同水灰比对水工混凝土耐久性影响较大,水灰比越小,耐久性越好;粉煤灰可以显著改善混凝土的耐久性,最佳掺量为20%,其质量损失率、抗压强度损失率和相对动弹性模量在8次循环后分别为4.02%、19.07%和67.32%;通过XRD测试,发现水工混凝土在硫酸盐侵蚀后生成的石膏和钙矾石,是造成水工混凝土发生侵蚀破坏的主要因素。

干湿-冻融循环对碱激发粉煤灰-矿粉改性膨胀土力学特性的损伤机理研究

由于季节性的通水停水以及温度变化,使北疆供水一期工程膨胀土明渠渠坡长期处于干湿-冻融循环状态,极易引起渠基边坡失稳。基于前期对碱激发粉煤灰-矿粉协同固化渠基膨胀土的研究成果,对经历干湿-冻融循环后的改良土进行无侧限抗压强度、直剪、压缩和SEM电镜扫描试验,着重分析干湿-冻融循环对改良土力学性质的影响规律及其物理机制。试验结果表明:随着干湿-冻融循环次数的增加,未改良的膨胀土无侧限抗压强度下降明显,9次循环后强度下降约51.8%,但碱激发粉煤灰-矿粉改良土相较于未改良的膨胀土强度增幅8倍~12倍,应力应变曲线转变为应变硬化型,呈现出明显的脆性破坏特征;随着循环次数的增加,未改良的膨胀土c值经历"极剧减少-降低幅度减缓-平稳变化"3个阶段,在循环3次后趋于稳定,φ值无明显变化规律,而改良土随循环次数的变化c值在水平趋势上呈现上下波动,剪切破坏相对更加稳定,φ值9次循环后波动幅度在6.72%左右,基本保持不变;随着循环次数的增加,未改良的膨胀土孔隙受上覆压力影响明显,压缩系数与压缩指数稳步上升,产生较大沉降变形,表现出较高的压缩性,而改良土循环前后压缩指数都低于0.1,属于低压缩性土,压缩系数先上升后下降5次循环后趋于稳定,较未改良的膨胀土表现出较低的压缩性;干湿-冻融循环作用使未改良的膨胀土细-微观孔隙含量以及大孔隙增多,土颗粒间的密实度降低,而改良土限制了大孔洞的生成和裂隙的发展,保持了土体的表观完整性,并且抑制了循环作用对膨胀土微观孔隙的形成和土体颗粒的切割与破损,也减少了对土体孔隙损伤和颗粒破坏的影响,进而显著增强了土体强度,表明碱激发粉煤灰-矿粉固化膨胀土在抵抗干湿-冻融循环作用上具有明显的优势,可作为进行膨胀土渠坡的换填材料。

不同条件下粉煤灰/矿粉掺合混凝土性能试验研究

文中对干湿循环及浸泡环境下,掺入矿粉、粉煤灰的混凝土基于各种条件的抗硫酸盐腐蚀、抗氯离子渗透及力学性能进行研究。结果表明,矿物掺合料不同掺量下制备的混凝土相对动弹性模量存在一定差异,抗腐蚀性能从高到低分别为F40组、F30S30组、F40S20组、F60组和F0组,其中F40组混凝土具有良好的经济效益,推荐单掺40%粉煤灰制备混凝土,在满足质量要求的基础上,可降低材料成本。

干湿循环下机制砂粉煤灰混凝土的抗氯离子侵蚀性能

为了探讨干湿循环下机制砂混凝土内的氯离子传输规律,在不同的机制砂替代率、粉煤灰掺量和石粉质量分数条件下,开展干湿循环下的氯盐侵蚀试验,通过试验得到混凝土内的自由氯离子质量分数和氯离子扩散系数.结果表明:随机制砂替代率的增加,混凝土内的自由氯离子质量分数与氯离子扩散系数呈现先减小、后增大的趋势,机制砂替代率为50%机制砂混凝土的抗氯离子渗透性能最好;随着粉煤灰掺量的增大,机制砂混凝土抗氯离子渗透性能呈现先增强、后减弱的趋势,其中粉煤灰掺量为30%的机制砂混凝土能够最大程度抵抗氯离子的侵蚀;与不含石粉和石粉质量分数为11.6%的机制砂混凝土相比,石粉质量分数为5.8%混凝土的抗氯离子侵蚀性能最强;用适量的机制砂替代天然砂可以有效提高混凝土在氯盐溶液干湿循环下的耐久性寿命.

硫酸盐侵蚀-干湿交替耦合作用下纤维增强地聚合物砂浆性能

为探究纤维对地聚合物材料抗硫酸盐侵蚀性能的影响,对纤维增强偏高岭土-粉煤灰(MK-FA)基地聚合物砂浆经硫酸盐侵蚀-干湿交替耦合作用后的宏观形貌特征、微观结构特征、质量损失率及力学性能等进行了研究,探讨了纤维对MK-FA基地聚合物砂浆抗硫酸盐侵蚀性能的改善机理。结果表明:随硫酸盐侵蚀-干湿交替次数的增加,试件力学性能先上升而后趋于稳定,质量损失率先增大后减小,纤维可改善地聚合物砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能;Na 2 SO 4溶液主要侵蚀试件表面,对内部结构没有明显损害;稳定致密的内部结构及纤维的桥接作用使纤维增强MK-FA基地聚合物砂浆具有优异的耐硫酸盐侵蚀性能,有利于维持试件力学性能和结构稳定性。

煤电厂粉煤灰在水力喷射空气旋流器中湿法捕集去除规律

为解决传统除尘设备去除粉尘效率较低、处理成本较高等问题,提出了采用超重力分离设备——水力喷射空气旋流器(WSA)对燃煤电厂粉煤灰颗粒进行去除处理。探究了粉尘初始浓度、液相射流流速、进口气速等因素对WSA除尘率的影响。结果表明,WSA对粒径大于1.5μm的细颗粒物去除率可达99.40%,除尘率随粉尘初始浓度、液相射流流速、进口气速增大而增大,同时进口气速的增大也会导致气相压降显著升高。捕集前后元素检测表明粉煤灰粉尘中含有Cr、As、Hg等多种重金属,有害重金属平均去除率可达到98.85%,本工作湿法捕集去除粉尘颗粒可以有效降低粉尘重金属毒性污染风险。

冻融-干湿循环作用下粉煤灰建筑混凝土抗碳化性能研究

文中对不同循环条件下(干湿、冻融、干湿-冻融)粉煤灰混凝土的抗碳化性能与粉煤灰掺量的演变规律进行研究。结果表明,单一干湿和冻融循环条件下,短期碳化时间时,粉煤灰混凝土碳化深度与粉煤灰掺量呈现先负相关后正相关的关系;长期碳化时间时,掺入粉煤灰后,粉煤灰混凝土的碳化深度与粉煤灰掺量呈现正相关关系。干湿-冻融耦合循环条件下,不管何种碳化时间(7、21、28 d)条件下,粉煤灰混凝土碳化深度与粉煤灰掺量均呈现正相关的关系。

我公司优化工艺参数提高熟料强度的实践

我公司一直使用高碱页岩作为铝质校正材料配料,熟料碱含量平均达到0.85%,熟料质量平均28 d强度为57.8 MPa,为降低熟料碱含量,使用湿粉煤灰替代页岩,熟料碱含量降至0.68%,熟料质量平均28 d强度提高为59.2 MPa,但仍达不到集团下达的60 MPa目标,通过优化配料方案,控制煅烧温度,调整窑头火焰,提高熟料中M1型C3S比例,熟料28 d强度提高至64.8 MPa。

粉煤灰气泡混合轻质土配合比设计与性能研究

文中以工程配合比为基础,采用控制变量法,研究粉煤灰掺量、泡沫量和水灰比对粉煤灰气泡混合轻质土性能的影响。结果表明,粉煤灰降低了气泡混合轻质土的早期强度,但能提高后期强度;湿容重随着粉煤灰和泡沫掺量的增加逐渐减小,随着水灰比的增大先增大后减小;抗压强度随着粉煤灰掺量的增加先减小后稍有增加再减小,随着泡沫量的增加逐渐减小,随着水灰比的增大先增大后减小;粉煤灰掺量、泡沫量、水灰比的适宜取值分别为15%~35%、600~800 L/m^(3)、0.55~0.61。

激发剂对湿排粉煤灰活性激发的影响

研究了激发剂不同加入方式及种类对湿排粉煤灰活性激发效果的影响。结果表明:激发剂加入方式对湿排粉煤灰活性激发效果的影响由优到劣依次为:湿磨中加入>湿磨后加入>湿磨前预混合3d,不同种类激发剂激发粉煤灰活性效果由优到劣依次为:0.02%三乙醇胺(TEA)>0.5%Na2SO4>0.5%CaSO4>0.5%NaOH。

湿排粉煤灰似膏体充填采空区试验研究

为了确定湿排粉煤灰似膏体充填的关键技术参数,通过湿排粉煤灰物理化学试验、膏体充填配比试验及现场工业试验,研究了湿排粉煤灰的物理化学特性、膏体充填配比参数和工业试验运行参数。结果表明,湿排粉煤灰松散干密度为0.85 g/cm3,管道输送性能良好,渗透系数为8.52×10-4,脱滤水较困难,单位沉降量与压力关系曲线比较平缓,凝固后沉缩率较低,含有一定量的活性SiO2和Al2O3成分,具有一定的胶凝特性。当m（水泥）∶m（粉煤灰）=1∶8-1∶10、质量分数为62%-65%时,初凝时间180 min,28 d强度大于1 MPa,现场工业试验历时45 min,充填质量分数稳定在60%-64.5%,充填系统运行平稳,初期强度达到工业要求。湿灰作为似膏体充填骨料在华泰矿业首次得到成功应用,充填材料成本为50-57元/t。

湿排粉煤灰料浆活化技术及活化机理研究

研究了机械活化、化学活化及联合活化(机械活化+化学活化)技术对湿排粉煤灰(WDFA)粒度分布、所制水泥净浆试件各龄期抗压强度及其水化产物的影响.结果表明:机械活化促使WDFA中的大颗粒(>60μm)向小颗粒转变,颗粒粒度分布趋向优化;WDFA活化技术由优到劣的顺序为:联合活化>机械活化>化学活化.

模拟湿排粉煤灰的性能

通过实验室模拟湿排,研究了5种粉煤灰微观结构与抗压强度比的变化。低钙粉煤灰模拟湿排22个月时,绝大部分粉煤灰颗粒形貌仍保持原有状态。低钙粉煤灰只在湿排最初的5个月内活性降低明显,湿排3个月时28d抗压强度比降低5%,5个月降低7%,但后期活性变化不大。在模拟湿排22个月后,低钙粉煤灰的活性受到一些影响,但仍可用作水泥混凝土掺合料。

矸石电厂粉煤灰理化特性研究

以陕西某矿矸石电厂的湿排粉煤灰为研究对象,采用化学分析、激光粒度分析、X衍射、扫描电子显微镜等测试手段,研究了粉煤灰的理化特征。研究表明,矸石电厂粉煤灰颗粒较粗,以20～70μm的颗粒为主,颗粒形状不规则,球形颗粒较少;化学组成以氧化硅、氧化铝和氧化铁为主,含量超过70%,属于低钙灰,烧失量不满足国家标准三级灰要求;粉煤灰由大量的多孔玻璃体、碳粒以及少量晶体矿物所组成,矿物组成主要为石英,还有少量的莫来石、赤铁矿。

湿排粉煤灰机械活化效应及其机理研究

研究了机械活化对湿排粉煤灰的粒度分布、所制净浆试件各龄期的强度及其水化产物的微观分析(XRD、SEM)的影响。结果表明:机械活化后,湿排粉煤灰粒度分布趋向优化。所制净浆试件各龄期强度随活化时间的延长而增大,且早期强度增幅较大,而后期强度增幅趋小。湿排粉煤灰中的10～20μm区间的颗粒对水泥净浆的抗压强度影响最大。

湿排粉煤灰活性影响因素试验

选用4种低钙粉煤灰,通过实验室模拟方法制备湿排粉煤灰,采用抗压强度比表示粉煤灰活性,研究了模拟湿排时间、温度、pH值以及海水湿排的粉煤灰活性变化。结果显示,随着湿排时间延长,粉煤灰活性呈早期降低快后期渐缓趋势;高温湿排的早期粉煤灰活性有一定提高;酸性环境能明显提高粉煤灰活性;海水湿排粉煤灰活性变化规律与淡水湿排粉煤灰类似。可以认为,湿排粉煤灰活性总体呈降低趋势,有些情况下湿排粉煤灰活性表现增加,是因为湿排溶蚀后暴露出更多的活性物质有利于粉煤灰活性的发挥。