增钙煤矸石的火山灰活性研究

在原样煤矸石的分析基础上,提出一种合适的增钙活化煤矸石样,并对其进行火山灰活性的测定,结果表明,在煤矸石的增钙活化过程中掺入适量的石膏和萤石等组分作为矿化剂时,能生成较多的水硬性矿物且其火山灰活性较佳;活性评定实验表明,在增钙活化煤矸石与氧化钙的复合体系中,Ca(OH)2含量和化学结合水量随龄期的变化规律与其水化过程的结构特征是一致的.     

热活化煤矸石-水泥复合体系的力学性能及水化过程探讨

对热活化煤矸石作为水泥混合材的力学性能进行了系统分析,结果表明:在试验的温度范围内,煤矸石的最佳热激活工艺制度为700℃保温2h。为了解煤矸石水泥复合体系的水化过程,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和汞压入法(MIP)等测试方法对其水化过程的微观结构及孔结构性能进行了分析。结果表明:煅烧后的煤矸石具有一定的活性;随着水化龄期的变化,复合体系中水化产物、微观结构特征及孔结构性能等的变化与水泥的水化过程基本是一致的。试验结果对煤矸石作为水泥混合材使用的研究有着重要的指导意义。     

煤矸石制备辅助胶凝组分增钙煅烧的实验研究

采用增钙煅烧技术提高煤矸石的辅助胶凝性能,效果显著。增钙煅烧活化的煤矸石与单纯热活化的煤矸石相比,矿物组分中新增加的矿物有CaSO_4、少量的CaO·Al_2O_3及未煅烧完全的CaCO_3。增钙煅烧活化后的煤矸石结构都呈疏松状态,且结构中已出现部分熔融状态,这些熔融物填充了煅烧过程中成分挥发后留下的空隙。     

煤矸石活化过程中结构特性和力学性能的研究

对不同温度下煅烧煤矸石水泥混合材进行了系统研究,以寻找煤矸石活性的最佳煅烧温度。选用增钙煅烧的方式提高煤矸石活性。为了进一步了解煤矸石的活化过程,对其进行了扫描电镜(scanning electron microscope,SEM),核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)等测定。通过sEM方法可以观察不同状态煤矸石颗粒形貌的变化。通过NMR方法,从Si,A1原子所处环境和相互间的关系角度上对不同状态煤矸石活化过程进行结构层次上的研究。     

增钙煤矸石-水泥复合体系的水化性能研究

通过增钙热活化对宜兴煤矸石进行活性处理,并将其制成活化煤矸石-水泥体系.采用比强度法对活化煤矸石的火山灰效应进行评定,结果表明:生石灰掺量为20％,煅烧温度为1050℃时,活化煤矸石的火山灰效应较高.通过Ca(OH)2剩余量和化学结合水量的测定,分析活化煤矸石-水泥体系的水化程度,并采用X射线衍射分析,差热分析,红外光...     

煤矸石增钙煅烧的机理

研究了徐州未燃煤矸石以石膏和萤石作矿化剂煅烧前后结构变化及其活化机理.采用X射线衍射和核磁共振测试手段对煤矸石活化过程的物质组成和微观结构进行分析.结果表明:随着Ca与Si的摩尔比和煅烧温度的提高,煤矸石样品的活性也增加.煅烧过程中,硅氧四面体结构从高聚态向低聚态转变,生成多种胶凝性硅酸盐矿物.同时,煅烧前后铝氧结构也发生变化,铝的配位数由6变成4.因此,煅烧激活了煤矸石的硅氧结构,稳定了铝氧结构,有利于煤矸石胶凝活性的改善.     

增钙煅烧煤矸石的活性评价及其作用机理

采用增钙煅烧方式活化煤矸石,添加石膏和萤石作矿化剂。对各试样进行游离氧化钙、X射线衍射和核磁共振分析,进一步探讨煅烧过程中矿物组分与微观结构的变化。结果表明：掺加的氧化钙被大量吸收。在一定温度范围内,煅烧煤矸石的硅氧四面体聚合状态发生明显变化,同时生成多种硅酸钙盐矿物。随温度升高,硅氧四面体结构从高聚态向低聚态转变,并伴随生成大量玻璃态和无定型物质,这些物质均有利于改善煤矸石的胶凝活性。     

活化煤矸石细粉-水泥复合胶凝材料水化性能研究

主要采用XRD、DTA/TG、SEM、MIP及等温微量量热仪研究了华新硅酸盐水泥以及掺有活化煤矸石细粉水泥胶凝体体系的水化性能和微观结构,试验证明煅烧后的煤矸石具有火山灰活性。掺有活化煤矸石细粉的水泥浆体结构较疏松,孔隙较多,但随着龄期的增长,浆体结构变得越来紧密,其主要的水化产物亦为水化硅酸钙凝胶、钙矾石和Ca(OH)2晶体。     

活化煤矸石生态型混凝土长期性能及水化特性的研究

以煅烧煤矸石为掺合料配制了一种煤矸石基生态型混凝土,并与普通硅酸盐水泥和传统矿渣水泥配制的混凝土进行了性能对比.系统地评价了其力学性能发展规律、体积稳定性(湿胀和干缩)及抗硫酸盐侵蚀能力,同时对煤矸石体系、普通硅酸盐水泥体系和矿渣体系的水化特性及主要水化产物进行了系统的表征分析.结果 表明,活化煤矸石生态型混凝土力学性能可以达到传统矿渣水泥混凝土同一水平.同时,煤矸石水泥对混凝土的体积稳定性有一定的劣化,但能显著增强其抗硫酸盐侵蚀能力.煅烧煤矸石具有一定的火山灰活性,其体系中C-S-H凝胶主要以C-S-H(I)为主,平均Ca/Si比为1.39.     

热活化煤矸石—水泥复合体系水化性能分析

采用比强度法对活化煤矸石的火山灰效应进行评定,通过Ca(OH)2剩余量和化学结合水量的测定,分析活化煤矸石-水泥体系的水化程度,并采用X射线衍射分析,差热分析对其水化过程进行研究。结果表明:煅烧温度为750℃,保温时间为4h的热活化煤矸石对水泥体系的火山灰贡献率较高;该体系Ca(OH)2剩余量较少,化学结合水量较多,其水化产物主要以C-S-H凝胶,Ca(OH)2和钙矾石为主。     

Research on cementitious behavior and mechanism of pozzolanic cement with coal gangue

In this paper, the mechanical property of coal gangue in the activatory process is studied by using the method of orthogonal experiment, and then the micromechanism of various coal gangues is determined by modern test methods such as scanning electron microscope (SEM) and nuclear magnetic resonance (NMR). The experiment can approve those results: when proper amount of gypsum and fluorite were taken as for mineralizer in the course of calcinations of added-calcium coal gangue, much micropore can appear in microstructure and it can be in more molten state; spectrum peak of ²⁹Si in this kind of coal gangue is not only in splitting decomposition, but also in broadening; the mechanical property of coal gangue calcined with calcium is in accordance with microstructure.     

活化煤矸石基免烧砖胶凝性能的研究

对六盘水矿区煤矸石原粉组成进行分析,测定了煤矸石原粉和活化煤矸石粉制备免烧砖的胶凝性能,系统地研究了机械、热、化学及复合活化方式对原状煤矸石活性激发作用。研究表明,六盘水矿区煤矸石属于高铁高砂型煤矸石,活化煤矸石能够显著提高煤矸石基免烧砖的胶凝性能,复合活化效果优于单一活化方式,复合活化的煤矸石能够大幅度地提高免烧砖的胶凝性能,达到JC/T422-91(96)《非烧结普通黏土砖》MU15的标准。     

煤矸石/粉煤灰对赤泥钠化还原焙烧反应的影响机制

煤矸石或粉煤灰与赤泥协同钠化还原焙烧均可实现其所含铁、铝、硅等元素的形态转化,使其易于分离回收;但对于它们分别与赤泥协同钠化还原焙烧反应差异性及机制的研究目前尚未见报道。采用X射线衍射分析方法,分别考察了煤矸石-赤泥、粉煤灰-赤泥体系钠化还原焙烧过程中,气氛类型、钠助剂添加量、焙烧温度、焙烧时间对还原焙烧产物物相组成的影响规律,并对两个反应体系中铁磁化效果及铝硅活化效果的差异性进行分析。结果表明：在钠化还原焙烧过程中,煤矸石-赤泥、粉煤灰-赤泥体系均可同步实现含铁物相的磁化和铝硅物相的活化,且随着钠助剂添加量、焙烧温度、焙烧时间的变化,含铁物相和铝硅物相呈现规律性变化;在相同铁磁化和铝硅活化效果前提下,煤矸石-赤泥体系所需钠助剂添加量、焙烧温度和焙烧时间均略低于粉煤灰-赤泥体系,这主要与煤矸石、粉煤灰中所含还原性物质和铝硅矿物的赋存形态、含量及微观结构有关。研究将为煤矸石、粉煤灰等煤基固废与赤泥协同钠化还原焙烧回收有价元素的原料筛选提供理论指导。     

自燃煤矸石复合活化的正交试验研究

在对辽宁阜新高德矿自燃煤矸石进行了基本性质检测的基础上,采用物理和化学的激活方法,研究了自燃煤矸石胶结料的力学性能.物理研究表明该矸石易磨性较好;对以自燃煤矸石为主要材料的胶结料进行了正交试验研究,分析了矿粉、生石灰、二水石膏及水玻璃掺量对胶结料强度的影响.化学研究表明自燃煤矸石在复合激发剂的共同作用下,高掺量(74%)仍可配制出满足42.5强度等级的水泥.根据正交设计方差分析结果给出了胶结料的最佳配合比,为利用自燃煤矸石开发地聚物水泥提供了有益的技术参考.     

活化煤矸石地质聚合物的制备与性能研究

对原状煤矸石进行了定性和定量双重分析,优化了煤矸石活化的煅烧温度,探究了钠铝比(n(Na)/n(Al)=0.52、0.57、0.62)和激发剂模数(M=0.66、0.69、1.32、1.65)对活化煤矸石地质聚合物抗压强度和微观结构的影响。利用XRD、FT-IR和SEM对活化煤矸石地质聚合物的微观结构进行了分析表征。结果表明,高温活化煤矸石有助于激发煤矸石中的活性组分,在煅烧温度为600 ℃时,高岭岩相完全消失,“鼓包峰”面积相对较大,可用于制备活化煤矸石地质聚合物。n(Na)/n(Al)的提高促进了地质聚合反应的进行,抗压强度也随之提高,同时随着激发剂模数的增加,抗压强度也随之增加。当n(Na)/n(Al)为0.62,激发剂模数为1.65时,试样7 d的抗压强度可达到52 MPa。活化煤矸石地质聚合物的聚合产物主要为水化硅铝酸钠(N-A-S-H)凝胶,水化产物致密,性能优良。     

Modification of ash flow properties of coal rich in calcium and iron by coal gangue addition

Flow property of coal ash and slag is an important parameter for slag tapping of entrained flow gasifier.The viscosity of slag with high contents of calcium and iron exhibits the behavior of a crystalline slag,of which viscosity sharply increases when temperature is lowered than temperature of critical viscosity(Tcv).The fluctuation in temperature near the Tcv can cause an accumulation of slag inside the gasifier.In order to prevent slag blockage,it is necessary to adjust the ash composition by additive to modify the flow property of coal rich in calcium and iron.Main components of coal gangue are Al2O3 and SiO2,which is a potential additive to modify the ash flow properties of these coals.In this work,we inves-tigated the ash flow properties of a typical coal rich in calcium and iron by adding coal gangue with dif-ferent SiO2/Al2O3 ratio.The results showed that the ash fusion temperatures (AFTs) firstly decreased,and then increased with increasing amount of coal gangue addition.Chemical composition of coal ash rich in calcium and iron moved from gehlenite primary phase to anorthite,quartz and corundum primary phases.The slags with coal gangue addition behaved as a glassy slag,of which the viscosity gradually increased as temperature decreased.Besides,a high SiO2/Al2O3 ratio of coal gangue was beneficial to modify the slag viscosity behavior.Addition of coal gangue with a high SiO2/Al2O3 ratio impeded forma-tion of crystalline phases during cooling.This work demonstrated that coal gangue addition was an effec-tive way to improve the ash flow properties of the coal rich in calcium and iron for the entrained flow gasifier.     

The composition,morphology, and mechanical properties of ethylene propylene diene monomer‐encapsulated coal gangue powder/polypropylene composites

The ternary composites of coal gangue powder encapsulated by ethylene propylene diene monomer (EPDM) filled polypropylene (PP) were prepared to reduce the cost and control the microstructure aiming at high performance cost ratio materials. The result showed that EPDM can not only enhance the interaction between coal gangue powder and the matrix but also promote the dispersion of coal gangue powder. With the addition of coal gangue encapsulated by EPDM, the impact strength of composition dropped greatly, but it still kept about 11 kJ/m² when the content of encapsulated coal gangue powder is more than 18 wt%. The tensile strength and fracture toughness (w_e) also dropped with the addition of encapsulated coal gangue powder, but only a small drop occurred when the content of encapsulated coal gangue powder is less than 18 wt% and great drop emerged when the content is larger than 18 wt%. Compared with coal gangue powder/PP binary composition, the ternary compositions involve higher content of coal gangue powder but present better properties. POLYM. COMPOS., 2010. © 2009 Society of Plastics Engineers     

高火山灰活性煅烧煤矸石添加量对水泥抗压强度的影响

为研究高火山灰活性下煤矸石添加量对水泥抗压强度影响,以龙岩翠屏山煤矿煤矸石为研究对象,分析了温度对煤矸石活性的影响以及煤矸石添加量对水泥强度的影响。结果表明:随着煅烧温度的增大,煤矸石烧失量在逐渐增大,烧失量与煅烧温度呈幂函数关系;随着煅烧温度的增大,煤矸石活性呈现先增大后减小的规律,煅烧煤矸石吸钙量与温度成二次多项式关系,推断实验煤矸石的煅烧最佳温度为750 ℃;随着煤矸石添加量的增加,水泥单轴抗压强度呈下降趋势,试件的抗压强度与煤矸石添加量成指数关系;随着龄期的增大,添加煤矸石的试件强度具有增长的趋势。研究结果对确定煤矸石添加量提供了理论依据,对指导煤矸石在凝胶材料中应用具有重要意义。     

萍乡废弃煤矸石理化特性及热活化性能研究

为研究不同种类煤矸石的理化特性及煅烧温度对其活化程度的影响,以萍乡废弃煤矸石不同矿区样A、样B、样C为研究对象,开展了XRD测试、物理性能试验、高温试验及力学性能试验,从理化特征、力学特征、表观特征等方面对煤矸石进行了基本性能及热活化性能分析。结果表明:不同种类煤矸石的理化特性不同,活性物质含量高的煤矸石活性较高;与样A相比,样B、样C更适合做填料,且样C具有更高的孔隙率、吸水性和抵抗风化破裂的能力。不同种类煤矸石的最佳煅烧温度略有差距,但都在800 ℃左右,未煅烧或未达到最佳煅烧温度的煤矸石活性较低,所制试件胶结较差,强度不高;最佳温度煅烧的煤矸石活性最高,所制试件胶结最好,强度最高。     

煤矸石改性聚丙烯性能研究

采用熔融共混制备了不同配比的聚丙烯（PP）／煤矸石（coal gangue）复合材料,与纯PP材料相对照,分别研究了复合材料的表面电阻率、体积电阻率,热变形温度以及拉伸强度,弹性模量、硬度等力学性能。结果表明：加入煤矸石能明显降低PP的表面电阻率和体积电阻率,起到较好的抗静电效果。当煤矸石含量约为20％时．复合材料的表面电阻率和体积电阻率均达到最小,分别为2．4×10^8Ω·cm和3．8×10^8Ω·cm,抗静电效果最佳;随着煤矸石填充量的增加,复合材料的力学性能呈现先下降后上升的趋势。材料的拉伸强度和断裂伸长率均在10％时下降至最小,而复合材料的硬度则随煤矸石用量的增加逐渐增强,其综合力学性能约在煤矸石含量为15％时达到最佳值;热变形温度随煤矸石用量的增加没有明显的下降。因此煤矸石含量约为15％的PP改性复合材料可用于生产静电逸散材料。