固硫灰-污泥陶粒的制备及其性能影响研究

循环流化床燃煤固硫灰具有特殊的组分和性质,难以采用常规的粉煤灰资源化处理方法将其应用于建筑材料。城市污泥成分复杂,脱水干化成本很高。本试验以固硫灰为主要原料,利用原状湿污泥自身的黏结特性代替陶粒制备过程所需的水和黏结组分,同时发挥固硫灰中CaCO₃、CaSO₄及污泥中有机质的高温发泡功能制备轻质多孔高强陶粒。研究了固硫灰和污泥掺量、焙烧温度、助熔剂和发泡剂外掺比对固硫灰-污泥陶粒物理力学性能的影响。结果表明,外掺适量的助熔剂与发泡剂,提高焙烧温度可促进钙长石晶相的形成,使陶粒表面形成一层釉质层,内部呈多孔状结构,从而提升陶粒的物理力学性能。当固硫灰、污泥质量比为75∶25,外掺10%助熔剂和7.5%发泡剂,焙烧温度为1 250℃时,制备的固硫灰-污泥陶粒满足GB/T 17431.1-2010中900级要求。     

固硫灰改性二灰结合料的研究

石灰-粉煤灰(二灰)结合料易干缩、早期强度低,堆存的固硫灰(堆存灰)含有可激发火山灰活性的硫酸盐且膨胀物质少,可用于二灰路面基层材料.研究了堆存灰对二灰结合料性能的影响,测试了堆存灰改性二灰稳定碎石的路用性能.结果表明,适量掺入堆存灰可改善二灰结合料的干缩性能;堆存灰的掺入能够提高二灰结合料的早期强度,取代50％粉煤灰或内掺50％时,二灰结合料强度最佳;堆存灰改性二灰稳定碎石抗干缩性能和强度均大于传统二灰稳定碎石.     

CFBC固硫灰水泥早期强度性能研究

以CFBC(循环流化床)固硫灰为水泥混合材,CFBC固硫灰掺量、固硫灰级配、水胶比、激发剂种类和激发剂掺量等为变量,系统研究了CFBC固硫灰水泥砂浆试块3 d/28 d强度性能.采用SEM对CFBC固硫灰水泥在有无激发剂情况下的水化过程机理进行了分析,并对CFBC固硫灰水泥应用上进行了改进和建议.     

固硫灰复合掺合料的制备及应用研究

以石屑、脱硫石膏、超细固硫灰和炉渣等工业固体废物为原料,制备了各项指标均满足GB/T 18736-2002《高强高性能混凝土用矿物外加剂》Ⅰ级磨细粉煤灰要求的固硫灰复合掺合料,并确定了性能优异、最经济的掺合料配比。将该掺合料用作矿物掺合料取代P·I 42.5水泥制备C40混凝土,结果表明其最大取代量可达25%。     

无水石膏对化学激发固硫灰性能的影响

为抑制循环流化床燃煤固硫灰(简称固硫灰)的有害膨胀,研究了Ⅱ-CaSO₄(无水石膏)含量对化学激发固硫灰强度、体积稳定性的影响,并结合XRD、SEM分析了水化产物和影响机理。结果表明:随Ⅱ-CaSO₄含量增加,NaOH激发固硫灰抗折、抗压强度均先增大后减小,Na₂Si O₃、Na₂CO₃激发固硫灰的抗压强度减小,抗折强度分别呈现出先增后降、降低的整体变化趋势。标准养护下,3种激发体系硬化体的线性膨胀率均随Ⅱ-CaSO₄的增加而增大;3种激发剂中Na₂SiO₃对抑制固硫灰有害膨胀最有效。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对化学激发固硫灰水化产物进行了分析,结果表明,NaOH激发固硫灰体积膨胀主要由水化产物钙矾石引起,Na₂SiO₃激发固硫灰无钙矾石生成,硬化体膨胀主要由水化硅酸钙(C-S-H)吸水膨胀引起,Na₂CO<...     

水煤浆燃中固硫技术研究

对水煤浆燃烧固硫问题进行了初步探讨 ,指出水煤浆燃烧过程中结渣主要是常用的水煤浆添加剂会导致水煤浆的灰熔点下降所致 ;如果直接以钙系化合物作为水煤浆固硫剂 ,将导致水煤浆的灰熔点进一步下降 ,有时还会大大增加水煤浆的粘度 ,降低水煤浆的稳定性。因此 ,为了使水煤浆具有合适的粘度、稳定性 ,保持较高的灰熔点 ,同时实现水煤浆燃中固硫之目的 ,必须综合考虑添加剂和固硫剂的成分和用量。     

掺固硫灰水泥胶结磷尾矿充填料浆流变性能

采用跳桌流动度仪和旋转黏度计研究了掺固硫灰水泥胶结磷尾矿充填料浆的流变性能,分析了固硫灰掺量、胶砂比及质量浓度对流变性能的影响。研究表明,掺固硫灰水泥胶结磷尾矿充填料浆的流变曲线符合宾汉塑性流体特征,料浆的触变性很弱。料浆中固硫灰掺量增大时,流动度降低,塑性黏度增大。当胶砂比减小至1∶8或质量浓度高达76%时,固硫灰用量对流动度和塑性黏度的影响程度显著降低。料浆质量浓度为74%时,屈服应力与固硫灰掺量和胶砂比呈正相关。质量浓度高达76%时,固硫灰掺量对屈服应力无显著影响。当料浆胶砂比为1∶5～1∶6,质量浓度为76%时,为保证料浆的顺利泵送应控制固硫灰掺量在40%以内。     

固硫灰基磷尾矿充填体的性能及浸出液水质

采用水玻璃、无水硫酸钠和生石灰共同激发固硫灰活性,制备固硫灰基磷尾矿胶结充填材料。探讨了生石灰掺量对充填体的泌水率、坍落度、抗压强度、变形性能的影响;通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了充填材料28 d龄期硬化体的微观结构组成及形貌;采用改进的模糊综合评价法对充填体浸出液的水质进行分析评价。结果表明,质量分数为66%,胶砂比1∶1时,当生石灰掺量从5%增至15%时,料浆坍落度减小至160 mm,泌水率几乎全为零,充填材料强度随生石灰用量的增加而明显增大,28 d抗压强度增至5.87 MPa,在干燥环境下的干缩变形明显减小,各项性能指标均满足充填的性能要求;固硫灰在化学激发剂的作用下生成了水化硅酸钙凝胶和钙矾石晶体,充填体浸出液的水质良好,均为Ⅱ、Ⅲ级,对地下水质的影响较小。     

硅灰在放射性废物水泥固化中的应用

硅灰是一种极细的火山灰质的高活性二氧化硅。本文主要介绍了硅灰的技术指标,对混凝土性能的影响以及与水泥的作用机理,并对水泥固化放射性废物的应用现状进行分析总结。研究表明,硅灰作为水泥固化的一种添加剂,它具有增强水泥固化体的性能、降低放射性核素的浸出以及提高核废物包容量的作用。     

矿井污泥一步固化法制轻质建材的技术研究

一步固化及加气发泡法是矿井污泥无害化、资源化处理最有效的方法。选取水泥、粉煤灰(煤渣)、河砂、石灰(石膏)、发气物料作为固化加气发泡处理剂,运用正交试验研究了矿井污泥实验条件;并通过抗压强度来评价污泥固化块(轻质建材块)的力学性质;采用XRD和SEM分析污泥固化块(轻质建材块)的组成和微观结构。结果表明,水泥、粉煤灰(煤渣)、河砂、石灰(石膏)的掺比量一定时对污泥固化块(轻质建材块)的抗压强度具有有利影响。该配比的污泥固化块(轻质建材块)对矿井污泥有很好的固化效果。     

粉煤灰基地质聚合物凝结时间的影响因素研究

以粉煤灰为原料,系统研究了水玻璃模数及掺量、水胶比、温度、外掺剂等参数对粉煤灰基地质聚合物凝结时间的影响。研究结果表明,随着温度升高,地质聚合物凝结时间显著降低;在10℃条件下,地质聚合物凝结时间随着水玻璃掺量增加而增加,随水玻璃模数增加先增加后减小,水胶比对地质聚合物凝结时间影响较小,掺入Ca(OH)₂会促进地质聚合物的凝结。在粉煤灰掺量100%、水玻璃模数1.2、水玻璃掺量8%、水胶比0.35、养护温度10℃条件下,地质聚合物的初凝及终凝时间分别为65 min和114 min,在养护3 d和28 d后,地质聚合物的强度分别为23 MPa和51.7 MPa。     

粉煤灰基地聚合物的制备及性能研究

以电厂废渣Ⅱ级低钙粉煤灰为原料,利用碱激发搅拌法制备了粉煤灰基地质聚合物。当水玻璃模数为1.2,nSi/nAl为1.96,养护温度为60℃时,强度最高为41.13 MPa,体积密度为1.66 g/cm3;水玻璃的模数、nSi/nAl、养护温度对地质聚合物的强度、体积密度影响较大,随着参数的增加,抗压强度都表现为先增加后降低的趋势;粉煤灰地质聚合物XRD谱图与原灰相比,在29.508°处出现非晶的漫散射宽峰,且莫来石、石英衍射峰降低,说明地质聚合反应已发生,形成一种“半晶态”物质。     

印染污泥粉煤灰地质聚合物的制备与性能研究

采用水玻璃激发的方法制备了印染污泥粉煤灰地质聚合物,研究了其分子结构、物相、微观形貌、强度和重金属浸出质量浓度,并试制了路面砖。结果表明:印染污泥的掺入促进了地质聚合反应的进行,胶体物质微观形貌更加弥散和扩大;体系中除地质聚合物外,还产生了钙系化合物凝胶、钙矾石和硫酸钠晶体,使强度随印染污泥掺量的增加先增大后降低,在10%掺量时表现出较好的力学性能;利用煅烧印染污泥中的赤铁矿为着色剂,试制的路面砖呈红色,并能满足标准中最低抗压强度等级、吸水率和抗冻性的要求,其重金属浸出质量浓度低于标准规定的限值。     

水处理污泥陶粒的制备及其对重金属的固定

以湿态水处理污泥作为主要原料,混合粉煤灰和集料尾泥制备了陶粒,陶粒烧成过程模拟了回转窑工况条件。结果表明:当污泥掺入量较高时,污泥中有机成分的高温分解使陶粒坯体有较强的烧胀作用。当陶粒坯体中污泥质量含量为50%、粉煤灰和集料尾泥分别为25%时,1040℃短时烧结后的陶粒样品具有较为理想的轻集料性能,其堆积密度为760 kg/m3,筒压强度为5.2 MPa。浸出实验表明:随着污泥掺量的增加,从陶粒中浸出重金属离子量的增加幅度较小。这说明陶粒结构对污泥中的重金属有较强的稳定和固定作用,污泥陶粒的使用不会对环境造成二次污染。     

干粉激发煤矸石基地质聚合物的性能研究

将氢氧化钠与碳酸钙混合制备碱性干粉激发剂，并与煤矸石、粉煤灰混合制备地质聚合物胶凝材料，对碱性干粉激发剂特性，聚合物材料的凝结时间、吸水率、抗压强度等基本特性进行研究，并与采用氢氧化钠溶液激发剂的聚合物特性进行对比。结果表明：生成得到的聚合物的浓度与干粉激发剂中碳酸钙的量成反比；与采用氢氧化钠溶液激活的聚合物相比，采用干粉激发剂激发的聚合物凝结时间短、吸水率低、抗压强度高，说明干粉激发剂有独有优势。干粉激发聚合物的吸水率随水灰比的增加而增加，需注意控制水灰比；干粉激发聚合物抗压强度与干粉激发剂中的氢氧化钠浓度有关，氢氧化钠的浓度过高或过低都会导致抗压强度下降。     

固硫灰渣中含硫矿物的种类及分布规律

与普通粉煤灰相比,固硫灰渣中硫含量较高（以SO3 计可达10%）,易造成体积安定性不良而限制了其建材资源化利用。采用X射线衍射和化学分析方法研究了固硫灰渣中含硫矿物的种类,利用筛分法、密度分离法和微观分析法（SEM和EDS）研究固硫灰渣中含硫矿物的分布规律。结果显示：固硫灰渣中含硫矿物基本以Ⅱ-硬石膏形式存在;硬石膏在固硫灰渣中分布不均匀,主要富集在颗粒较细、密度较大的致密颗粒上。     

地聚物防除冰涂层的制备及性能研究

以偏高岭土、硅灰、水玻璃为原料,采用机械力活化研磨方式制备地聚物防除冰涂层.研究硅铝比对地聚物涂层硬度的影响.借助表面张力测定仪和扫描电镜(SEM)等表征地聚物涂层的疏水性能和微观结构特征.结果表明,当硅铝比为3.2,水固比为0.8,水玻璃模数为1.6时,地聚物涂层不开裂且7 d硬度为6 H.在此基础上,掺入适量纯丙乳...     

镧改性粉煤灰地质聚合物泡沫材料吸附含磷废水研究

以粉煤灰制备的地聚物泡沫材料为原料,通过浸渍-焙烧的方法制备镧改性泡沫材料,研究了镧改性泡沫材料对含磷废水的吸附效果。结果表明,镧改性实验的最佳条件为:氯化镧溶液pH=9、镧离子浓度0.3%、固液比1∶25、焙烧温度300℃、焙烧时间2 h;吸附实验的最佳条件为:镧改性材料用量2 g/L、废水pH=7、含磷废水浓度5 mg/L、吸附时间2 h,此条件下镧改性泡沫材料对磷的去除率达90.3%。机理分析结果表明,镧只存在于泡沫材料的表面,并未进入泡沫材料的硅氧四面体骨架中;吸附过程中,磷只是与泡沫材料表面的镧发生了化学吸附,生成的磷酸镧络合物并未进入泡沫材料的四面体骨架中。