矿物掺合料对大掺量CFB粉煤灰水泥性能的影响

研究了不同矿物掺合料对大掺量循环流化床(CFB)粉煤灰硅酸盐水泥基性能的影响。结果表明,循环流化床粉煤灰最佳掺量为30%;当掺量大于30%时,循环流化床粉煤灰水泥需水量的增长率和胶砂强度下降率均随掺量的增加而变大。在循环流化床粉煤灰水泥(30%CFB粉煤灰+70%水泥)中分别掺入硅灰、超细粉煤灰、矿粉后,前两者使循环流化床粉煤灰水泥性能得到了明显改善,但后者对循环流化床粉煤灰水泥性能影响不大,影响效果为硅灰超细粉煤灰矿粉,最佳掺量分别为5%、10%和5%。     

改性煤系高岭土对丁苯橡胶性能补强研究

本试验主要研究煤系高岭土有机改性及其对橡胶的补强性能。将经过表面改性的煤系高岭土部分替代白炭黑填充到丁苯橡胶(SBR)基体中,利用熔融共混法制备出改性高岭土/SBR复合材料,并进行硫化性能及力学性能分析。结果表明,改性煤系高岭土的替代量为60%时,t10(焦烧时间)和t90(正硫化时间)达到最小值,300%定伸应力达到8.0 MPa,拉伸强度达到20.0 MPa,撕裂强度达到60 kN/m,SBR复合材料的硫化加工性能与力学性能均明显改善。     

MDA橡胶复合材料的制备体系及力学性能

以改性脱硫灰取代部分炭黑,与硫磺、促进剂NS、氧化锌、硬脂酸、丁苯橡胶进行复合,构建MDA橡胶复合材料制备体系。结果表明,当丁苯橡胶用量100 g、改性脱硫灰用量25 g、炭黑用量25 g、硫磺用量1.5 g、促进剂NS用量1.0 g、氧化锌用量2.5 g、硬脂酸用量1.0 g和硫化时间30 min时,MDA橡胶复合材料的拉伸强度为19.64 MPa、邵尔A硬度为66、撕裂强度为44.96 kN/m。利用改性脱硫灰代替部分炭黑制备的MDA橡胶复合材料,开拓了高附加值的脱硫灰资源化利用新途径。     

炭黑/橡胶复合材料静电性研究

研究了用炭黑与丁苯橡胶及天然胶制成的炭黑/丁苯橡胶/天然橡胶的复合材料穴CB/SBR/NR)抗静电性能与橡胶的组成、炭黑的种类和添加量、混炼时间的关系,并通过扫描电子显微镜(SEM)观察炭黑在橡胶中的分散状态。研究结果表明橡胶的组成、炭黑的种类和添加量、混炼时间可以影响炭黑在橡胶中的分散,从而影响到复合材料的抗静电性能。     

石英高岭石白云母共混补强丁苯橡胶的试验研究

将石英、高岭石、白云母三者按15∶4∶1比例共混,经气流磨超细粉碎,硅烷KH570表面改性,填充丁苯橡胶。结果表明,改性后矿物微粉补强效果得到提高;填充量为60份时,复合材料的综合力学性能较高,其中抗拉强度、撕裂强度分别提高了76.7%、39.9%;矿粉粒度变细,有利于提高复合材料的最大载荷和断裂伸长率。FTIR和SEM研究表明,-5μm微粉与丁苯橡胶基体结合较好,3种矿物能发挥协同补强作用。     

无机胶凝材料复合改性磷建筑石膏的研究

研究了石灰、水泥掺量对循环流化床(CFB)粉煤灰-磷建筑石膏胶凝材料强度与耐水性能的影响,通过正交试验优化了CFB粉煤灰-水泥-石灰复合改性磷建筑石膏胶凝材料配合比,并采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)测试了改性石膏的水化产物和微观结构.结果表明,CFB粉煤灰掺量为10％时,较低掺量(1％～5％)的石灰能够明...     

有机膨润土补强丁苯橡胶研究

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)改性膨润土制备有机膨润土/丁苯橡胶复合材料.系统研究了促进剂配方、硫化条件、填充量对复合材料力学性能的影响.结果表明,该有机膨润土补强丁苯橡胶过程中较为合适的促进剂配方为DM 1.5份、D0.5份,硫化条件150℃×15min,填充量25份,填充后复合材料的力学性能明显增强.     

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.     

甲基丙烯酸改性丁苯橡胶/埃洛石纳米管复合材料的研究

采用一种新型非石油资源橡胶补强剂-埃洛石纳米管(Halloysite Nanotubes,HNTs)对丁苯橡胶进行补强,采用甲基丙烯酸(Methacrylic Acid,MAC)为改性剂进一步改善硫化胶的性能,并研究了MAC用量对混炼胶的硫化特性、硫化胶力学性能和交联密度的影响.结果表明,甲基丙烯酸的加入对焦烧时间的影响不大,会降低硫化初期最低扭矩(ML),有利于提高SBR/HNTs的加工性能;MAC的加入可进一步有效改善HNTs的补强效果;当MAC用量大于5phr时,所制备的SBR/HNTs复合材料变为半透明状,说明HNTs在SBR橡胶基体中的分散效果很好;当HNTs和MAC用量分别为40 phr和12 phr时,复合材料的综合性能最优,其300 %定伸应力、拉伸强度和撕裂强度分别可达6.3 MPa,15.1 MPa和51.3 kN/m,同时断裂伸长率可达700 %;MAC的加入可以有效提高总交联密度和离子交联密度,对离子交联密度的影响更为显著.     

改性重晶石补强天然橡胶的研究

利用硬脂酸对重晶石进行有机活化改性,通过直接共混法制备重晶石/天然橡胶(NR)复合材料。研究复合材料的拉伸性能、硬度、耐磨性能变化规律。结果表明:重晶石对NR有明显的补强作用。当活化重晶石含量为30%时,能获得拉伸强度、断裂伸长率及耐磨性能优异的复合材料。     

Ca/Si比对赤泥-固硫灰基免烧砖性能的影响研究

针对赤泥、固硫灰成分复杂、产量大等限制其难以有效利用的关键问题,提出以赤泥、固硫灰等固体废弃物为主要原料制备赤泥-固硫灰基免烧砖的技术研究。通过改变赤泥和固硫灰用量调节免烧砖的Ca/Si比,对其力学性能、耐久性能和微观结构进行分析。结果表明,随着Ca/Si比的增加,免烧砖的强度呈现先增加后减小的趋势,当Ca/Si比为1.2时,免烧砖强度最高值26.63 MPa,达到MU25标准,具有较好的力学性能;经过耐水测试和抗冻测试后强度损失较小,具有较好耐久性;免烧砖的水化产物为C-S-H凝胶、C-A-S-H凝胶和钙矾石,对强度的发展起积极的促进作用,促进了力学性能和耐久性能的提升。该研究为赤泥、固硫灰等固废的综合利用提供了新的思路。     

镍渣—粉煤灰基地质聚合物力学性能及耐久性能的研究

作为新型胶凝材料,地质聚合物应用前景广阔,而利用镍渣制备地质聚合物对实现固废综合利用有重要意义。通过硅酸钠和氢氧化钠复合碱溶液活化制备了镍渣—粉煤灰基地质聚合物,探讨了粉煤灰掺量对地质聚合物力学性能、抗冻性能、抗海水侵蚀性能的影响,并结合XRD、SEM及孔结构分析等手段阐明变化规律。结果表明:(1)粉煤灰的引入,提高了地质聚合物的强度;当粉煤灰掺量为10%时,力学性能最优,7、28 d抗压强度分别为37.2、42.5 MPa,相比空白组试样分别提高了21.97%和17.40%。(2)适量粉煤灰的掺入能够进一步降低地质聚合物在冻融循环、干湿循环中的抗压强度损失及质量损失。当掺入10%粉煤灰时,50次冻融循环后试样的抗压强度损失率、质量损失率分别为24.7%、14.9%,50次干湿循环后的抗压强度损失率为21.5%。(3)粉煤灰对碱激发的反应有益,增加了反应产物;同时,粉煤灰更小的颗粒粒径,对地质聚合物提供了更好的填充效应。研究结果可为镍渣—粉煤灰基地质聚合物的开发及相关耐久性能问题的探索提供参考。     

煤基固废制备充填材料配比优化试验研究

为制备低成本、高强度的煤矿充填材料,以煤矸石做骨料,以粉煤灰、脱硫石膏、硅钙渣为 胶凝材料制作试件,并对其进行单轴抗压强度、坍落度、扩展度指标测试,研究了充填材料配比优 化前后的力学性能、各组分影响情况。 结果表明,脱硫石膏、硅钙渣在一定掺量范围内具有较强 的胶凝作用;随着粉煤灰掺量增加,充填材料初期强度增长较慢,应控制其掺量不高于6.67%;粉 煤灰与硅钙渣联合使用能激发硅钙渣的胶凝性能;煤矸石、粉煤灰、脱硫石膏、硅钙渣、水泥最优 质量比为70:6:3:12.5;8.5。 利用响应面法对结论进行了验证,试验结论与预测一致。     

循环流化床锅炉床压降对其燃烧效率的影响

基于循环流化床锅炉流态优化,研究了改变床压降运行对其燃烧效率的影响。以480 t/h CFB锅炉为对象,实验测量了不同床压降下的飞灰、底渣含碳量变化,并建立一维CFB燃烧模型进行了计算。结果表明,建立的一维燃烧模型可以较好地预测流态优化对锅炉燃烧效率的影响。床压降降低时,炉膛内床存量下降,颗粒停留时间变短;同时,过渡区物料浓度明显下降,使得二次风穿透效果改善。因此,多数情况下呈现飞灰含碳量下降而底渣含碳量上升的趋势。床压降降低时,底渣质量份额增加,固体未完全燃烧损失随床压降呈现非单调变化的趋势。CFB锅炉流态优化过程中,当合理的控制给煤粒度并使得床压降在一定范围内下降时,可使得燃烧效率基本保持不变或略有升高。     

循环流化床锅炉掺烧煤泥飞灰底饲回燃试验

在额定蒸发量为75 t/h的循环流化床(CFB)锅炉上进行掺烧60%煤泥和40%中煤时的飞灰底饲回燃试验。结果表明：随着底饲回燃量的增加,流化床密相区温度下降,炉膛出口温度上升,炉内温度趋于均匀。与飞灰不回燃的条件相比,当飞灰底饲回燃量增加到8 t/h,锅炉燃烧效率从92%提高到95%,石灰石脱硫效率也显著提高。随着底饲回燃量的增加,NO和CO排放浓度下降,粉尘排放浓度上升。采用飞灰底饲回燃技术后,可有效解决CFB煤泥锅炉飞灰含碳量高和脱硫效率低等问题,能产生明显的经济环保效益。     

水泥—粉煤灰注浆材料特性试验研究

通过室内对水泥—粉煤灰浆液的各项物理力学及化学性质进行测试,获取了不同材料配比及不同龄期条件下浆液的结石体抗压及抗剪强度、流动度(扩散半径)、黏度、结实率、凝结时间等工程参数,探究了各工程参数间的相互作用关系。结果表明:不同龄期条件下的浆液硬化体抗压及抗剪强度随水灰比的增大而降低,对于注浆工程本身来说,选取7 d龄期条件下的浆液硬化体强度最为适宜;水灰比为1:0.5~1:0.8时,浆液流动性比较好,但硬化体强度较低,加固效果较差;而水灰质量比为1:1时,硬化体强度及结实率较高,充填加固效果较好;水泥—粉煤灰浆液的凝结时间随粉煤灰掺入量的增大而增大,随水灰比的增加而延长;水泥—粉煤灰浆液的流动度随着粉煤灰掺量的加大而降低,但黏度增大,结石率升高;当粉煤灰含量为20%时,水泥和粉煤灰的物理化学反应较好,可注性能优异,能够满足注浆堵水以及工作面底板改造的要求。     

粉煤灰掺量对煤矸石骨料混凝土性能影响研究

为探讨粉煤灰作为矿物掺合料对煤矸石骨料混凝土性能的影响,在制备煤矸石骨料混凝土试件时,掺入0%、15%、25%、35%、50%的粉煤灰来取代等量的水泥,进行抗压强度、碳化性能及干燥收缩性能试验研究。结果表明,煤矸石混凝土的抗压强度随粉煤灰掺量的增加而有所降低,且均低于未掺粉煤灰时的混凝土抗压强度,但当掺量为15%时,煤矸石混凝土的90 d抗压强度超过同龄期未掺粉煤灰时的混凝土强度;当粉煤灰掺量不超过35%时,对煤矸石混凝土的碳化性能影响不大,粉煤灰掺量达到50%时,煤矸石混凝土的抗碳化能力降低明显;随粉煤灰掺量的增加,煤矸石骨料混凝土的干燥收缩性能得到改善,50%粉煤灰掺量时干燥收缩率最小。试验表明,适量掺入粉煤灰能改善煤矸石骨料混凝土的后期强度及干燥收缩性能,且对碳化性能影响不大,这为煤矸石骨料混凝土掺粉煤灰的应用提供了试验依据。     

掺超细循环流化床粉煤灰的水泥性能试验研究

通过对新拌水泥浆体的流变特性和水泥胶砂强度的测定,结合MIP与SEM等微观测试手段,研究了超细循环流化床粉煤灰(UCFA)对不同掺量循环流化床粉煤灰(CFA)水泥物理性能和力学性能的影响。结果表明:单掺CFA水泥的需水量较大,流动性差,强度下降明显;而用5%UCFA(最佳掺量)部分替代CFA,相比于单掺CFA水泥,需水量相应减少,流动度增加,水泥浆体的屈服应力τ₀和塑性黏度η值均有所减小,浆体的工作性能得到明显改善。30%粉煤灰掺量的水泥3 d强度提高6%;60%粉煤灰掺量的水泥28 d强度提高5%,达到32.5等级水泥要求;UCFA的掺入能够促进CFA水泥生成更多的钙矾石和C-S-H凝胶,改善硬化水泥浆体的孔隙结构,提高水泥强度。     

粉煤灰防水涂料制备研究

 以攀枝花某电厂粉煤灰为原料,经活化后制备水泥基粉煤灰防水涂料。研究了粉煤灰掺比、水胶比、砂灰比等操作参数对防水性能和抗压强度的影响;采用正交试验设计方法,用极差分析法和方差分析法对实验数据进行处理来确定制备的最佳工艺参数。结果表明,粉煤灰掺比0.8、水胶比0.38、砂灰比0.2,制备出的水泥基粉煤灰防水涂料有很好的防水效果,5h吸水率为2.38%,抗压强度可达36MPa。结果可为粉煤灰的综合利用提供新的途径。     

粉煤灰全尾砂膏体充填试验研究

电厂工业废料粉煤灰具有潜在胶凝活性。针对当前矿山膏体胶结充填成本高、强度低等现状,提出了以部分粉煤灰替代水泥作为胶凝剂。在对粉煤灰物删性能和化学成份测定分析的基础上,依不同的粉煤灰添加量进行了粉煤灰全尾砂胶结充填强度试验,并对粉煤灰在膏体充填料浆中的胶凝机理进行了探讨。结果表明：在质量分数和水泥用量相同的条件下,添加粉煤灰可以大幅度提高后期强度,并且龄期强度随粉煤灰用量的增加而增大。研究结果为提高胶结充填质量、降低充填成本,进一步综合利用人工火山奠定了一定的基础。