垃圾焚烧飞灰煅烧阿利尼特水泥熟料的形成过程及其水化性能研究

以城市垃圾焚烧飞灰(以下简称焚烧飞灰)为主要原料,在实验室电炉里成功研制了阿利尼特水泥熟料。本文主要研究水泥熟料煅烧形成过程及其水化性能,分析了阿利尼特水泥的适宜石膏掺量、水化放热特征、水化产物及其显微结构。研究结果表明:利用垃圾焚烧飞灰为主要原料可以成功烧制阿利尼特水泥熟料,煅烧过程中首先出现C2S、C12A7和C2S·CaCl2,随后与MgO和CaCl2反应生成阿利尼特;掺加5%二水石膏可以促进阿利尼特水泥水化,较普通硅酸盐水泥更快,阿利尼特水泥可以作为一种早强快硬型水泥使用;阿利尼特水泥主要水化产物除含有硅酸盐水泥中常见的CSH凝胶、棒状AFt和Ca(OH)2晶体外,还含有C3A·CaCl·210H2O晶体。     

利用垃圾焚烧飞灰制备硫铝酸盐水泥及其水化放热特征

以城市垃圾焚烧飞灰为主要原料,在实验室电炉里成功烧成了硫铝酸盐水泥熟料.分析了焚烧飞灰掺量、碱度对熟料烧成的影响,研究了烧成熟料的形貌、化学组成,以及掺加一定量的无水石膏配制的硫铝酸盐水泥物理性能及其水化放热特征.结果表明:以焚烧飞灰为主要原料可以煅烧得到理想的硫铝酸盐水泥熟料;生料配比中焚烧飞灰掺量不宜超过30%,所...     

垃圾焚烧飞灰制备硫铝酸盐水泥的安全性研究

采用垃圾焚烧飞灰辅以其他校正原料,控制碱度、铝硫比和铝硅比分别为1.05、2.5和3,煅烧制得硫铝酸盐水泥熟料,研究了石膏对硫铝酸盐水泥性能及水化过程的影响,并采用不同浸出试验方法分析硬化水泥浆体中重金属的浸出特性。结果表明:以垃圾焚烧飞灰可成功煅烧制得以C4A3S和C2S为主的硫铝酸盐水泥熟料,石膏影响熟料中C4A3S的水化程度和钙矾石生成量,有助于硫铝酸盐水泥早期强度发展;而熟料中C2S持续水化有助于水泥后期强度的稳定增长;采用醋酸作浸出液相对去离子水,使得重金属浸出浓度有所增加;破碎和完整的试样在去离子水、醋酸溶液中重金属浸出浓度均远低于相关标准关于毒性浸出浓度的最高限值。     

垃圾焚烧飞灰胶凝活性和水泥对其固化效果的研究

垃圾焚烧飞灰是生活垃圾焚烧后烟气除尘器收下的物质,其主要成分属CaO-SiO_2-Al_2O_3-Fe_2O体系,与目前常用的高炉矿渣、粉煤灰等辅助性胶凝材料非常接近,因其中含有能被水浸出的重金属物质而被认为是危险废物,必须对之进行稳定及固化处理。通过试验研究了掺入垃圾焚烧飞灰的硬化水泥浆体的力学性能和水化机理,考察了水泥固化垃圾焚烧飞灰的效果,探讨了垃圾焚烧飞灰作为辅助性胶凝材料利用的可行性。研究表明:垃圾焚烧飞灰的水化反应活性较低,它的掺入在一定程度上延缓了水泥的水化过程,虽然其水化过程可以形成适量的钙矾石,对强度发展有利,但掺量较大时会显著降低水泥强度;采用水泥稳定及固化垃圾焚烧飞灰的效果良好,垃圾焚烧飞灰中重金属可以通过包容、替代或吸收等形式固化进水化产物结构中。     

MSWI飞灰制阿利尼特复合水泥基材料的耐久性

以垃圾焚烧(MSWI)飞灰为主要原料,在实验室成功烧制了阿利尼特水泥熟料,基于此试验研究复合阿利尼特水泥基材料的耐久性.试样优选配比为阿利尼特水泥熟料:石膏:混合材(MSWI飞灰/粉煤灰/矿渣粉)=80％:5％:15％.结果表明:掺入混合材可增强阿利尼特水泥基材料的强抗硫酸盐侵蚀能力;不同混合材的掺入还可改善阿利尼特水泥基材料的抗渗性和抗碳化性能,改善幅度为试样AD3(掺15％矿渣粉)＞ AB3(掺15％MSWI飞灰)＞AC3(掺15％粉煤灰);混合材的掺入对干缩性有负面影响.掺加15％MSWI飞灰的试样AB3,随着水化龄期增长,氯离子的溶出量呈降低趋势,且长龄期后溶出量渐趋稳定.     

MSWI飞灰制CSA水泥的组成优化及性能研究

以垃圾焚烧（MSWI）飞灰为主要原料,在实验室成功烧制了硫铝酸钙（CSA）水泥熟料,继而着重研究了不同种类和不同掺量的石膏对CSA水泥的抗压强度、水化性能、标准稠度用水量和凝结时间的影响;研究了细度对CSA水泥性能的影响。结果表明：无水石膏和二水石膏均促进C4A3S^-水化,提高CSA水泥的早期强度;无水石膏的最佳掺量是5％,二水石膏可根据实际情况进行调整;掺加无水石膏的CSA水泥其标准稠度用水量较对照水泥C—II低,比对照水泥C—I有所增加;掺加5％无水石膏后水泥的凝结时间与对照水泥C-II接近,当掺量增至10％后出现急凝。本试验中,CSA水泥比表面积在288—580m^2／kg范围时均表现出良好的力学性能。     

利用城市垃圾焚烧飞灰烧制阿利尼特水泥熟料的试验研究

以城市垃圾焚烧飞灰(以下简称焚烧飞灰,MSWI)为主要原料,在实验室电炉里成功烧成了阿利尼特水泥熟料,分析了焚烧飞灰掺量、石灰饱和系数(KH)、硅铝比(a)和镁含量(m)对阿利尼特水泥熟料烧成的影响,并研究了阿利尼特水泥的适宜煅烧温度,以及熟料显微结构特征.研究结果表明:生料配料中垃圾焚烧飞灰掺量约为30%,并控制0.95≤KH≤1.05、4.0≤a≤5.0、2.0≤m≤3.0时可制得优质阿利尼特水泥熟料;阿利尼特水泥熟料适宜煅烧温度为1200℃:熟料显微结构呈疏松多孔状,且阿利尼特矿物呈葡萄状颗粒聚集.     

掺垃圾焚烧飞灰烧制的水泥熟料对水泥性能影响的试验研究

研究了城市生活垃圾焚烧飞灰的性质以及其用于水泥生料配料对水泥力学性能、工作性能和水泥制品环境安全性的影响,探讨了水泥工业协同处置城市生活垃圾焚烧炉渣的技术及其可行性。研究结果表明：掺烧飞灰的熟料的安定性、标准稠度用水量、凝结时间、抗折强度都和基准样相差不大,但是3d和28d抗压强度略微下降;由于掺入飞灰后生料的易烧性得到改善,因此可以稍微调高KH值来抵消强度下降;飞灰掺量为4．62％时,烧制的水泥熟料其制品的重金属极限溶出能够达到Ⅲ类地表水标准,重金属的长期浸渍溶出主要集中在早期,0—3d、3～7d龄期重金属浸渍液能够达到Ⅲ类地表水标准;7—28d、28～60d龄期重金属浸渍液能够达到Ⅱ类地表水标准。     

利用低品位重晶石烧制含钡硫铝酸盐水泥熟料及其性能研究

采用低品位的重晶石为原料,烧制新型含钡硫铝酸盐水泥熟料,并对该水泥熟料的烧成制度进行了研究。借助于ＸＲＤ（Ｘ射线衍射）、ＳＥＭ（扫描电镜）、ＩＲ（红外光谱）等测试手段研究了该水泥熟料的组成和性能的关系,讨论了其水化机理。     

重金属在水泥窑协同处置的净浆硬化体中的分布及形态

通过欧共体标准物质局（European Community Bureau of Reference）提出的一种三级4步提取法（BCR）,分析了垃圾焚烧飞灰和经水泥窑协同处置的净浆硬化体中重金属的分布和形态。探究了随水化反应的进行,其重金属形态转化的趋势。结果表明,重金属主要分布在氢氧化钙、水化硅酸钙（C-S-H）、钙矾石（AFt）和未水化的水泥熟料中。随着水化反应的进行,Zn、Cu、Cr、Cd和Mn皆有向迁移能力较强的形态转化的趋势,其中Cr和Cd的转化趋势较为明显。与垃圾焚烧飞灰相比,重金属通过水泥窑高温煅烧和水化反应,其迁移能力较强的形态占比明显减少。     

利用城市垃圾焚烧飞灰研制阿利尼特水泥熟料

以城市垃圾焚烧飞灰(以下简称焚烧飞灰)为主要原料,在实验室电炉里成功烧成了阿利尼特水泥熟料,分析了熟料烧成所需适宜的生料组成和最佳煅烧温度,并研究了石膏掺量对阿利尼特水泥强度影响,以及阿利尼特水泥的标准稠度用水量和凝结时间.结果表明:以焚烧飞灰为主要原料合成阿利尼特水泥熟料无需外掺MgO;较适宜的生料化学组成为CaO 55%～59%,SiO2 17%～20%,Al2O3 3%～5%-MgO 0.5%～3%,Cl 8%～10%最佳煅烧温度为1200℃;添加适量石膏有助于提高阿利尼特水泥早期抗压强度;阿利尼特水泥较硅酸盐水泥有较低的标准稠度用水量和较短的凝结时间.     

固硫灰制备贝利特-硫铝酸钙水泥熟料的研究

利用循环流化床固硫灰替代石膏及部分石灰石和铝矾土作为原料制备贝利特-硫铝酸钙水泥熟料,并对此进行了探索研究。运用TG-DTA和XRD等分析方法分别确定了生料的煅烧温度和熟料的矿物组成,并对熟料的物理力学性能进行了检测。试验表明,当固硫灰掺量在30％左右时,制备的熟料3d抗压强度达到34MPa以上,28d抗压强度达到80MPa以上,因此利用固硫灰替代部分原料烧制贝利特一硫铝酸钙水泥熟料是可行的。     

利用水泥窑处置垃圾焚烧飞灰过程中有害组分的挥发特性及模型研究

对掺垃圾焚烧飞灰配料进行煅烧,研究了有害组分(碱、氯、硫)的挥发特性,并建立了挥发及冷凝特征模型。试验结果表明:随飞灰掺量的增加和煅烧温度的升高,碱、氯、硫的挥发率提高;但不同飞灰掺量下,熟料对碱、氯、硫的固溶量相近;碱、氯、硫的开始挥发温度点及挥发率随温度上升而增大的规律各不相同;低率值配方(KH=0.90,n=2.0,P=1.1)的挥发率比高率值配方(KH=0.90,n=2.7,P=1.6)小。根据有害组分的挥发及冷凝特征模型,分析得到广州珠江水泥厂窑炉中由碱和氯引起的结皮主要发生在五级筒,由硫引起的结皮主要发生在上升烟道。     

污泥灰替代粘土制备水泥熟料的试验研究

在率值不变(IM ＝1.31,SM＝2.62,KH＝0.89)的前提下,用污泥灰替代(替代量0wt%、25wt%、50wt%、75wt%和100wt%)粘土煅烧水泥熟料.研究了水泥生料易烧性的变化;通过分析水泥熟料XRD图谱和NMR图谱;研究了水泥熟料矿相组成和含量变化;借助SEM,研究了污泥灰对水泥熟料微观结构的影响.研究表明,污泥灰的掺加不仅不会改变生料的率值,而且会降低水泥生料的易烧性,增大水泥熟料中C2S的含量,降低了C3S含量,说明污泥灰可以替代粘土用作水泥原料.     

利用电石渣和铅锌尾矿等生产高强度水泥熟料的研究与应用

根据试验用原材料和工业废渣的XRD和DSC分析结果,结合生料率值控制目标,制定电石渣和铅锌尾矿生产水泥熟料实验用生料配比方案,并进行试验室的试烧研究。实验结果表明,用铅锌尾矿部分代替黏土作硅质原料,电石渣部分代替石灰石,铜渣作铁质校正原料,矿渣或粉煤灰作铝质校正料进行配料,在1400～1450℃烧制硅酸盐水泥熟料是可行的。此外,还介绍了利用电石渣和铅锌尾矿生产水泥熟料相应的工艺配套问题和浙江金圆水泥公司的实际应用情况。     

Effect of MgO on the composition and properties of alite-sulphoaluminate cement

The effect of MgO on the composition and properties of alite-sulphoaluminate cement clinker with commercial-grade raw materials such as limestone, clay, gypsum and fly ash as starting materials has been investigated in order to confirm results previously obtained with pure raw materials. The experiment results confirm that the addition of MgO at about 2-5% can improve the burnability of raw meal, promote the absorption of free lime and the formation of C₃S and C₄A₃S¯. In addition, it is shown that this can also increase the strength development of the cement and shorten the setting time. When the content of MgO reaches about 8%, the strength of the cement decreases slightly and the setting time is extended.     

Effects of the incorporation of Municipal Solid Waste Incineration fly ash in cement pastes and mortars: II: Modeling

This work falls within the scope of the general problem of the assessment of concretes manufactured from waste materials. The main objective is to study the long-term evolution of these materials during leaching using the cellular automata-based hydration model developed at the National Institute of Standards and Technology (NIST). The work is based on the analysis of mortars and cement pastes containing experimental waste: Municipal Solid Waste Incineration fly ash (MSWI fly ash). After having determined the mineralogical composition of the MSWI fly ash and its interactions with cement during hydration, presented previously as Part I, the phases comprising the fly ash have been incorporated into the hydration model. The increase in porosity of cement pastes containing MSWI fly ash during leaching has then been simulated. Finally, a simplified leaching model has been developed to study the influence of the changes in microstructure on the release of calcium and sodium.     

高灰分煤煤灰对硅酸盐水泥熟料烧成的影响

通过在水泥生料中掺加不同品质高灰分煤的煤灰,研究了灰分对硅酸盐水泥熟料液相变化、矿物形成及岩相结构的影响.结果表明,灰分含量的升高是降低液相初析温度的主要原因,随着灰分含量的升高,C3S的含量降低,C2S的含量增加.同时,灰分使生料中酸碱矿物比例改变,造成熟料矿物分布的均匀性更差,熔蚀现象更多.