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.     

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...     

阿利尼特水泥及其混凝土的建筑技术性能

阿利尼特水泥由低温合成的熟料和石膏共同粉磨而制成,最佳SO_3含量为2.5～3.5％。可以采用磷石膏或硼石膏代替天然石膏。硼石膏会使水泥的需水量有所降低和延长水泥浆的凝结时间。掺加石膏可强化阿利尼特水泥的硬化并提高水泥活性(图1)。根据对阿利尼特水泥质量和用途的要求,可以在阿利尼特水泥组成中掺加10～30％的活性矿物混合材,在阿利尼特矿渣水泥中可掺加30～50％的活性矿物混合材。     

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。     

机械力化学效应对煤矸石水泥性能的影响

从充分发挥煤矸石潜在活性的观点出发,通过机械力化学作用对煅烧后煤矸石的活性进行进一步激发.将粉磨后不同细度煤矸石以不同掺量与熟料、石膏配置复合水泥,测定其3d、28d强度,标准稠度用水量和凝结时间.结果表明,经高能球磨后的煤矸石,其20%掺量的水泥胶砂强度可达53.8MPa,掺量为40%的水泥胶砂强度达到44.1MPa;煤矸石越细,标准稠度用水量越大,凝结时间越短.     

废玻璃取代部分硅质原料的可行性分析

以固废再利用为出发点,为研究废玻璃取代部分硅质原料用于生产水泥的可行性问题,将0～2.03wt％废玻璃掺加到生料中,烧制熟料,制备水泥,分析水泥的标准稠度用水量、凝结时间、强度等性能,同时通过荧光分析法、滴定法等测定碱、f-CaO等成分含量.结果显示,随着生料中废玻璃掺量的增加,熟料中的碱、f-CaO含量增加,水泥的标准稠度用水量增加,凝结时间缩短,早期强度提高,后期强度降低;合理控制废玻璃的掺量,所制备的水泥指标可以满足国标相关规定,同时带来可观的经济效益和显著的社会效益.     

高贝利特硫铝酸盐熟料矿物组成优化

采用石灰石、矾土、黏土和石膏4种原料,制备了以贝利特、无水硫铝酸钙和铁相为主的高贝利特无水硫铝酸盐水泥(BCSA)熟料矿物体系,研究了其生料易烧性、熟料煅烧制度和熟料矿物优化配比等。结果表明:当BCSA熟料煅烧温度为1280～1320℃时,可获得结晶度良好、形成数量较多的贝利特和无水硫铝酸钙矿物。在BCSA熟料矿物组成为32%～42%C4A3—S、5%～9%C4AF、46%～56%C2S,石膏掺量为12.5%时,水泥28 d抗压强度达最佳,为55MPa。此外,由于熟料烧成温度及氧化钙总含量(约50%)均较低,BCSA水泥在能耗和排放方面均比普通硅酸盐水泥低。     

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。     

利用城市垃圾焚烧飞灰煅烧水泥熟料初探

针对垃圾焚烧飞灰化学组成上的特点,进行了利用垃圾焚烧飞灰烧制水泥熟料的探索研究,通过试验研究了其对水泥生料的易烧性、烧制的水泥熟料的力学性能和水化速率等的影响规律。研究结果表明,垃圾焚烧飞灰可以用作水泥原料从而有效地降低其处置成本,减少其对环境造成的二次污染,硬化水泥浆体水化28d时各重金属浸出量低于鉴别标准规定的指标,是一种有待开发的潜在的水泥原料资源。     

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。     

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。     

利用城市垃圾焚烧飞灰开发新型生态水泥混合材料

研究了城市垃圾焚烧飞灰的化学成分及矿物组成，以及掺入水泥后对水泥浆体的凝结时间和力学性能的影响；并借助SEM、XRD和ICP等测试手段对硬化水泥浆体的微观结构、水化产物和重金属的浸出与固化机理进行了研究，探索了将城市垃圾焚烧飞灰开发成新型混合材料的可行性。     

粉煤灰水泥的水化动力学

研究了粉煤灰水泥中粉灰和水泥熟料的水化过程动力学；讨论了这两种反应的动力学常数对系统性质的影响。提出了为改善粉煤灰水泥的性质，必须同时促进粉煤灰的火山灰反庆和水泥熟料的水化反应。     

生活垃圾焚烧炉渣水稳定性试验研究

以福州红庙岭生活垃圾焚烧炉渣为试验对象,测试不同吸水时间和干湿循环次数下炉渣试件无侧限抗压强度和CBR的变化规律,揭示炉渣填料在水作用下的强度变化特征。结果表明:炉渣试件无侧限抗压强度和CBR随吸水时间和干湿循环次数的增加而增大,具有良好的水稳定性。炉渣的强度主要依靠水泥熟料和活性物质化学反应产生水化产物形成的,这使得炉渣在潮湿路基的回填、管槽周边的回填具有显著优势。     

熟料细度对粉煤灰水泥浆体强度和自收缩的影响

通过实验室球磨机制备出比表面积分别为280m2/kg、370m2/kg和670m2/kg的3种水泥熟料,与不同掺量的粉煤灰配制成不同颗粒级配的粉煤灰水泥,并测试了粉煤灰水泥浆体的抗压强度、自收缩、孔隙率和显微结构。结果表明：提高熟料细度能在很大程度上降低粉煤灰水泥浆体的孔隙率并提高复合水泥浆体早期抗压强度;粉煤灰的掺入降低了水泥体系的自收缩,提高了粉煤灰水泥浆体的体积稳定性;粉煤灰水泥浆体背散射图像表明,提高熟料细度可显著减少粉煤灰水泥浆体中未水化的水泥颗粒含量,并在一定程度上减少未水化粉煤灰颗粒含量。     

熟料和粉煤灰的颗粒尺寸分布与水泥性能的灰色关联分析

将不同比表面积的熟料和粉煤灰分别混合制得不同比表面积的粉煤灰水泥,分别测定粉煤灰水泥胶砂强度和熟料、粉煤灰的颗粒尺寸分布.运用灰色系统原理分别就熟料和粉煤灰的颗粒尺寸分布对水泥强度的影响进行数学分析.研究表明:熟料颗粒粒径在0～30 μm为正关联,>30 μm为负关联,其中10～20 μm颗粒对水泥强度的影响最大;粉煤灰颗粒粒径在0～40 μm为正关联,且其活性较高,>40 μm颗粒为负关联,其活性没有得到充分发挥.