高铝煤矸石复合活化及其火山灰效应分析

采用胶砂强度法研究了机械粉磨、煅烧、增钙煅烧及与化学活化剂复合对内蒙古某地高铝煤矸石活性的激发效果,并采用SEM,XRD,FTIR分析了不同粉磨时间、不同煅烧温度对高铝煤矸石内部结构变化及其活化效果的影响;以强度活性指数、火山灰效应贡献率为考察指标,分析了不同方式活化的高铝煤矸石的火山灰效应.结果表明:单纯机械粉磨对高铝煤矸石的活性有一定的激发作用,但活化效果有限;煅烧对高铝煤矸石活性有明显的激发作用,其最佳煅烧温度为800℃,此时高铝煤矸石水泥胶砂强度活性指数达126.5%,火山灰效应贡献率达44.7%;增钙煅烧可使其强度活性指数进一步提高到142.6%,火山灰效应贡献率提高到50.9%;在增钙煅烧基础上掺入0.6%(质量分数)的硫酸钠可使其28d抗压强度达到78.9MPa,强度活性指数达到157.0%,火山灰效应贡献率达到55.5%.     

增钙煅烧煤矸石制备辅助胶凝组分的实验研究

采用增钙煅烧技术提高煤矸石的辅助胶凝性能,效果显著.通过XRD分析,增钙煅烧活化的煤矸石细粉与单纯热活化的煤矸石细粉相比,新增加的矿物有CaSO4、少量的CaO·Al2O3及未煅烧完全的CaCO3.通过IR和XPS方法,从Si、Al、O原子所处的环境和相互的关系角度上对原状煤矸石、2种热活化煤矸石活化过程进行结构层次上的研究.通过SEM方法可以观察不同状态煤矸石颗粒形貌的变化.实验结果表明,2种活化煤矸石细粉的辅助胶凝性能和微观结构的分析结果一致.     

煤矸石胶凝性能的正交试验研究

运用正交设计方法研究了煅烧、增钙煅烧2种活化方法对煤矸石复合水泥力学性能的影响,同时对不同煤矸石进行了物相分析,然后运用汞压入法和扫描电镜等对煤矸石复合水泥的水化过程与机理进行了分析研究．试验证明,经过活化的煤矸石可以改善复合水泥的胶凝性能．     

煤矸石的活化过程及其胶凝活性

研究了两种煤矸石在不同煅烧温度下的物相、活性SiO2和Al2O3含量及胶凝活性。研究表明,在700~800℃煅烧的煤矸石的物相中含有大量的偏高岭土,其活性SiO2和Al2O3含量处于较高水平,具有最佳的胶凝活性,煤矸石的最佳活化温度范围为700~800℃。     

利用电石渣活化煤矸石的试验研究

以电石渣作为矿化剂,采用增钙煅烧对煤矸石进行活化处理,借助XRD、SEM-EDS、胶砂强度和游离氧化钙测定等分析方法来评定煤矸石活性激发效果。试验结果表明:当电石渣的掺量为15%时,煤矸石活化料中形成了新矿物CS和CA;当电石渣掺量为25%~35%的时,煤矸石活化料中生成了新矿物C3A和C2S;f-Ca O含量和电石渣消耗量随着电石渣掺量的增加而增加;当电石渣掺量为35%时,煤矸石活化料的胶砂强度达到最佳值,其3 d、7 d和28 d抗压、抗折强度分别达到2.6 MPa、3.8 MPa、6.7 MPa和15.5 MPa、22.3 MPa、33.8 MPa。     

热活化与机械力活化对煤矸石胶凝性的影响

用X射线衍射(XRD)、热分析(TG-DSC)、扫描电镜(SEM)等方法,研究了热活化、机械力活化及未活化煤矸石水泥的胶凝性能.结果表明,热活化能显著改善煤矸石的胶凝性,对热活化煤矸石再进行机械力活化能进一步提高其胶凝性;活化煤矸石可为熟料水化产物的形成提供成核基点从而加快熟料早期的水化;煤矸石水泥浆体中Ca(OH)_2含量由熟料析出Ca(OH)_2与煤矸石吸收Ca(OH)_2的能力竞争决定.此外,煅烧煤矸石中活性Al的存在,会增加水化产物中钙矾石(AFt)的含量.分析指出,热活化是煤矸石活化的必要条件,而机械力活化是其充分条件.     

热激活煤矸石的火山灰活性试验研究

煤矸石的活性较低,通过煅烧可以使煤矸石的活性得到较大程度的提高。比较了不同煅烧温度与不同煅烧方式的煤矸石水泥的胶砂强度,用SEM及XRD分析了活化煤矸石的形貌及晶格转变,试验表明煅烧能够提高煤矸石的火山灰活性,经600～800℃煅烧煤矸石的活性较高;煤矸石煅烧后产生的偏高岭石是煤矸石活性的主要来源。     

煤矸石的机械-热力复合活化研究

通过X-射线衍射分析、扫描电镜分析、激光粒度分析、宏观力学性能测试等手段,对煤矸石进行了机械-热力复合活化研究。结果表明,机械-热力复合活化煤矸石的活性主要来源于煤矸石中粘土矿物的受热分解及玻璃化,煅烧温度对其活性影响较大。北京地区煤矸石的最佳煅烧温度为900℃。粉磨时间对煅烧煤矸石细度影响较大,从而对活性的影响也较大,但到一定的细度后粉磨效率会变低,综合考虑粉磨效率及活化效果,可得到一最佳粉磨时间。     

掺热活化煤矸石水泥胶砂试验研究

借助于X射线衍射分析、激光粒度分析、宏观力学性能测试等手段,对陕西铜川煤矸石进行了系统的热力活化研究.研究结果表明:掺700℃煅烧后的煤矸石的水泥胶砂试块强度值最高,说明这个温度是本试验所采用煤矸石的最佳煅烧温度.通过XRD分析表明:采用热力活化,煤矸石中活性来源矿物高岭石转变为偏高岭石的温度明显低于纯商岭石的转变温度.水泥胶砂强度随活化煤矸石掺量的增加在早期呈下降趋势,但随水化时间的增加,强度有大的提高,甚至超过纯硅酸盐水泥砂浆强度,其中综合效果以掺量30%为最佳.当掺量超过35%后,强度大幅度下降.     

煤矸石掺力口低品位石灰石煅烧高活性混合材的研究

将未燃煤矸石掺加低品位石灰石后,在1100℃和1200℃下进行了煅烧试验。煅烧后的改性煤矸石有C2S、C3A等胶凝矿物形成,胶凝活性提高。用作水泥混合材时,活性指数可达89％。将掺加20％石灰石的煤矸石在1200℃下煅烧,应用水泥熟料煅烧热效应计算,该种改性煤矸石的理论热耗为310kJ／kg,仅为水泥熟料理论热耗的16％。     

煤矸石掺加低品位石灰石煅烧高活性混合材的研究

将未燃煤矸石掺加低品位石灰石后,在1100℃和1200℃下进行了煅烧试验。煅烧后的改性煤矸石有C2S、C3A等胶凝矿物形成,胶凝活性提高。用作水泥混合材时,活性指数可达89％。将掺加20％石灰石的煤矸石在1200℃下煅烧,应用水泥熟料煅烧热效应计算,该种改性煤矸石的理论热耗为310kJ／kg,仅为水泥熟料理论热耗的16％。     

煤矸石的机械-热力复合活化研究

借助于X-射线衍射分析、激光粒度分析、宏观力学性能测试等手段,对煤矸石进行了系统的机械-热力复合活化研究,研究结果表明:采用机械-热力复合活化,煤矸石中的活性来源矿物高岭石转变为偏高岭石的温度明显低于纯高岭石的转变温度。机械-热力复合活化的煅烧温度、粉磨时间参数对掺煤矸石水泥早期强度的影响不大,但对后期强度有较大影响。在保持细度相同的情况下,对于煤矸石的热力活化存在最佳活化温度;在相同的热力活化制度条件下,对于煤矸石的机械活化存在最佳机械粉磨时间。在相同的热力活化制度、相同的粉磨时间条件下,采用“先混后磨”的粉磨方式优于“先磨后混”。     

燥矸石的机械-热力复合活化研究

借助于X-射线衍射分析、激光粒度分析、宏观力学性能测试等手段,对煤矸石进行了系统的机械-热力复合活化研究,研究结果表明：采用机械-热力复合活化,煤矸石中的活性来源矿物高岭石转变为偏高岭石的温度明显低于纯高岭石的转变温度.机械-热力复合活化的煅烧温度、粉磨时间参数对掺煤矸石水泥早期强度的影响不大,但对后期强度有较大影响.在保持细度相同的情况下,对于煤矸石的热力活化存在最佳活化温度;在相同的热力活化制度条件下,对于煤矸石的机械活化存在最佳机械粉磨时间.在相同的热力活化制度、相同的粉磨时间条件下,采用“先混后磨”的粉磨方式优于“先磨后混”.     

煤矸石的活化过程及其胶凝性能研究

本文以江苏宜兴煤矸石为主要研究对象,采用热活化地方法对其活性激发,运用XRD方法对其进行分析显示煤矸石在煅烧温度为700℃、保温时间为6h时,高岭石分解较完全,活性物质Si O2和Al2O3相对较多;对活化煤矸石-Ca(OH)2-水体系3d抗压强度分析和胶砂强度分析表明煤矸石在煅烧温度为700℃、保温时间为6h的抗压强度最好,胶砂流动度最大,胶砂强度相对较高。     

活化煤矸石掺合料对高性能混凝土干缩的影响

活化煤矸石掺合料的需水量较粉煤灰和矿粉高,煅烧煤矸石粉对混凝土有早期的增强作用,且具有后期的强度增长保持能力;其活性介于粉煤灰和矿渣之间,比较接近矿渣.随水灰比的降低,煤矸石混凝土干缩增大,在相同掺量下,活化煤矸石粉作掺合料的混凝土相较掺加粉煤灰的干缩率大,与掺加矿粉的混凝土干缩率差别不多.合理掺量下,煤矸石粉混凝土的干缩率均小于纯水泥混凝土.煤矸石与粉煤灰双掺复合使用可有效降低混凝土的干缩.     

钼尾矿碱熔活化作辅助胶凝材料的研究

对钼尾矿(MoT)进行碱熔活化处理并作为辅助胶凝材料,研究了m(Na OH)∶m(MoT)、煅烧温度、煅烧时间等因素对MoT活化效果的影响。结果表明:碱熔活化能有效破坏MoT颗粒表面的网络结构,促进活性(Si+Al)的溶出,提高MoT活性;活化的最优条件为:采用湿法加碱煅烧的方式、MoT颗粒控制在74μm以下,m(Na OH)∶m(MoT)=1∶5、煅烧温度450℃、煅烧时间60 min,在此条件下MoT的碱溶浸出(Si+Al)浓度为1427 mg/L;当活化钼尾矿掺量为15%时,水泥胶砂的28 d抗压强度可达41.7 MPa。     

提高矿粉活性方法的研究

通过物理球磨,化学激发剂两种活化方式共同来改善新疆当地的一种矿粉活性。使用正交试验,研究了球磨时间和激发剂用量对该矿粉活性影响,以及活化后矿粉掺量对胶砂试块强度的影响。试验结果表明:Na_2SO_4对该矿粉的激发效果更好,当激发剂掺量为3%,球磨时间在90~100 min时,可以有效地提高矿粉活性,且增加活性后的矿粉掺量范围扩大40%~50%,仍可以增加胶砂试块标准及后期强度,很大程度的提高了该矿粉的使用率。微观测试表明,激活后的矿粉提高了胶砂密实度,改善了胶材对砂的包裹性能,有利于钙矾石晶体的生长,促进了水泥水化。     

掺钢渣粉尾矿高性能混凝土的制备

研究了钢渣粉掺量和养护方式对全固废混凝土抗压强度的影响,并通过SEM分析了掺钢渣胶凝材料水化产物微观形貌。研究结果表明,钢渣粉掺量对混凝土的抗压强度有较大影响,湿热养护能够有效激发钢渣的活性,提高胶凝材料早期强度。掺入20%钢渣粉,采用56℃湿热养护,可以制备出28d抗压强度达77.26MPa的混凝土。掺入钢渣粉对水化产物种类不会造成影响,在反应的中后期,体系中C-S-H凝胶和钙矾石的协同生成能够促进体系强度的增长。     

活化煤矸石粉SBS改性沥青胶浆路用性能和改性机理

选取3种活化煤矸石粉（AGP A、AGP B、AGP C）和1种石灰石矿粉（LS）分别制备不同粉胶比的SBS改性沥青胶浆,对其路用性能进行对比研究,并分析了活化煤矸石粉SBS改性沥青胶浆的改性机理.结果表明：与石灰石矿粉相比,活化煤矸石粉粒度更小,比表面积更大,表面更粗糙且具有较多孔隙、活性成分和过渡金属元素,提高了其与SBS改性沥青的表面润湿作用和界面吸附作用;活化煤矸石粉的桥连作用加固了SBS改性沥青胶浆的网络结构,从而显著提高了SBS改性沥青胶浆的高温稳定性能;活化煤矸石粉孔隙吸收了SBS改性沥青中的轻质组分,导致SBS改性沥青胶浆的低温性能有所降低.     

复合矿化剂作用下增钙煤矸石的活化效果研究

以江苏宜兴煤矸石为主要研究对象,掺入钙质材料后,在自配复合矿化剂作用下高温煅烧成活化煤矸石,采用X射线衍射(XRD)和红外吸收光谱(IR)对其结构特征进行了分析,并对其胶凝性能进行了试验.结果表明:在复合矿化剂作用下,于1 000～1 100℃下煅烧而成的活化煤矸石中有CA生成,在低活化条件(1 000℃,保温0.5,1.0h)下,有CS,Ca3Al10O18生成,活化温度升高至1 050℃并保温0.5h时,Ca3Al10O18消失,在此温度下延长保温时间至1.0h时,CS消失,[Ca4 (Al2O4)]3生成.各活化煤矸石的胶凝性能不同,其中以1 050℃下保温0.5h煅烧而成的活化煤矸石对水泥净浆抗压强度影响最大,将其以30％(质量分数)替代水泥后,体系28 d的净浆抗压强度可达70.16 MPa.