Adsorption mechanism of polycarboxylate-based superplasticizer in CFBC ash-Portland cement paste

Circulating fluidized bed combustion （CFBC） ash exhibits the desirable pozzolanic activity which makes it a potential supplementary cementitious material to replace cement for concrete production. However, the high unburnt carbon content and porous surface structure of CFBC ash may adsorb water reducer and thereby significantly reduce the efficiency of water-reducing agents. The adsorption mechanism of polycarboxylate superplasticizer in CFBC ash-Portland cement paste was investigated by ultraviolet-visible spectrophotometer, and the conception of ＂invalid adsorption site＂ of CFBC ash was presented. The results show that the adsorption behavior of polycarboxylate superplasticizer in coal ash-Portland cement paste can be described by Langmuir isothermal adsorption equation. The adsorption capacity of CFBC ash-Portland cement paste is higher than that of pulverized coal combustion （PCC） fly ash-Portland cement paste. Moreover, the adsorption amount of polycarboxylate superplasticizer increases with the ratio of ash-to-cement in the paste. At last, the fluidity of CFBC ash-Portland cement paste is lower than that of the PCC fly ash paste. This work suggests that when CFBC ash is used as concrete admixture, the poor flowability of the cementitious system due to the high adsorption of water and water-reducing agent should be taken into consideration.     

活性MgO固化淤泥水稳特性试验研究

将绿色、低碳、环保的活性MgO引入淤泥固化处理,通过对比活性MgO、MgO-粉煤灰及传统固化剂水泥固化淤泥试样,分析不同浸水时间下试样外观、质量、应力-应变关系和无侧限抗压强度等性质,综合评价活性MgO基材料固化淤泥的水稳特性.结果表明：活性MgO固化淤泥水稳性显著优于未固化淤泥,且水稳性随掺入MgO质量分数和标准养护龄期的增加而增强;粉煤灰的加入可以显著改善活性MgO固化淤泥的抗压强度和水稳性;浸水时间增加对固化淤泥无侧限抗压强度呈削弱效应,提高掺入活性MgO质量分数可以减小固化淤泥破坏应变;整体上,活性MgO-粉煤灰固化淤泥水稳性优于活性MgO,活性MgO优于传统固化剂水泥.微观分析表明：Mg（OH）₂和水化硅酸镁M-S-H等胶结物质是活性MgO和活性MgO-粉煤灰固化淤泥水稳性增强的最主要原因.     

Effect of curing conditions on the hydration and performance of CFBC ash cementitious system

Circulating fluidized bed combustion （CFBC） ash can be used as supplementary cementitious material for concrete production for its high pozzolanic activity. We investigated the effect of curing conditions on the hydration and performance of CFBC ash-Portland cement system （30： 70, by mass） including hydration products, paste microstructure, linear expansion ratio, chemically combined water content and compressive strength. The results show that tobermorite rather than ettringite is generated under the condition of autoclaved curing. The expansion and mortar strength of the system cured in water is higher than those cured in air at a given age, and the strength and bulk volume may retract under the condition of air curing. In addition, autoclaved curing facilitates the increase of strength gain at early curing ages （the increase rate lowers down in the following ages） and the improvement of system volume stability. It is suggested that sufficient water is necessary for the curing of CFBC ash cementitious system, and autoclaved curing may be considered where volume stability is a primary concern.     

基于骨架构建体污泥脱水及其固化土工性能研究

以含水率为98．5％的污泥为研究对象,添加粉煤灰、生石灰等无机复合调理剂进行改性处理,研究其对泥饼固化体的比阻、含水率、最大干密度、渗透系数和无侧限抗压强度等性能的影响。结果表明,添加的粉煤灰和石灰起到骨架构建体作用,处理污泥的比阻从原污泥的109S2／g降至107s2／g,显著改善了污泥脱水性能。在不外掺水泥等其他固化剂的条件下,脱水后的泥饼固化体7d无侧限抗压强度大于100kPa,具有优良的固化土工性能。     

超细粉煤灰高强喷射混凝土试验优化设计

用均匀设计方法对掺超细粉煤灰配制高强喷射混凝土进行研究,探索水灰比,灰砂比,粉煤灰细度三个因素对１ｄ,３ｄ,７ｄ,２８ｄ强度四个考核指标的影响规律,优化组合后,配制成早期和后期强度都很高的粉煤灰高强喷射混凝土。     

工业重金属污泥的稳定化试验

以危险废物工业重金属污泥为研究对象,进行了水泥、石灰和石灰 粉煤灰3种稳定化工艺对重金属铅、镉、铬、铜、锌、镍浸出毒性的影响试验,结果表明,水泥稳定化工艺水泥添加量8%、石灰稳定化工艺石灰添加量2%、石灰 粉煤灰稳定化工艺添加量为10%石灰 10%粉煤灰时,均可满足《危险废物填埋污染控制标准》(GB 18598-2001)中关于"危险废物允许进入填埋区的控制限值"的要求.石灰稳定化工艺要求稳定剂的添加量相对较小,是该类工业污泥稳定化处理的理想稳定剂.     

磷石膏改性二灰路面基层材料的性能研究

磷石膏的加入大幅度改善了二灰类路面基层材料的强度性能。对磷石膏改性二灰、磷石膏改性二灰稳定粒料的强度、强度发展，水稳性、抗冲刷性进行了研究。结果表明磷石膏改性二灰类路面基层材料与二灰材料相比这几种性能都得到了大幅度的改善。     

化学固化对淤泥颗粒粒径及含水率影响的试验研究

以水泥、石灰和粉煤灰为固化材料,按照正交方法设计配合比,进行了淤泥的固化试验,通过测试固化淤泥的颗粒级配及含水率,研究了淤泥固化后其颗粒粒径分布及含水率的变化,探讨了固化材料中的各组分对淤泥固化效果的影响。结果发现,粉煤灰最有利于淤泥内部自由水和吸附水的减少,而石灰对于增大粒径效果最明显。淤泥经化学固化后,粘粒含量从34%降低到1%以下,强度稳定性和耐水性大大提高。     

石灰粉煤灰稳定铁尾矿碎石的路用性能研究

根据《公路无机结合料稳定材料试验规程》的相关试验方法,对石灰粉煤灰稳定铁尾矿碎石混合料的强度、模量、抗冻性能、水稳定性等路用技术性能进行了系统的试验研究,分析了其强度的影响因素,并阐述了石灰粉煤灰稳定铁尾矿碎石的强度形成机理。试验结果表明,石灰粉煤灰稳定铁尾矿碎石的各项技术性能满足现行规范的要求,可以作为各级公路的底基层或基层材料。     

污水处理厂污泥固化及影响因素的试验研究

通过对2种含水率的污水处理厂污泥采用石灰与粘土或水泥与粘土进行固化,测试不同龄期和掺量下固化污泥的无侧限抗压强度。研究发现：固化强度随龄期和掺量增大均增大,且相同条件下,水泥的固化效果要好于石灰,前者固化强度约是后者的2~5倍;龄期较短时,粘土对固化强度影响明显,龄期较长时,石灰或水泥的影响明显。短龄期内提高固化材料的掺量,对于强度提高不明显;污泥含水率由92.1%减小到53.1%时,强度增大2~10倍。最后,建立固化强度预测模型,预测含水率相近污泥的固化强度。     

免烧粉煤灰滤料的制备及其性能的研究

为了扩大粉煤灰的应用范围,减少其对环境的污染,并且寻求一种新的水处理滤料的配方与制备方法,以粉煤灰、粘土为主要原料,以生石灰、石膏、水泥为激发剂,以H2O2(双氧水)、NaHCO3为发泡剂,经搅拌、成型、自然冷却等工艺在实验室制备了免烧粉煤灰滤料.结果表明,如果以孔隙率作为主要的性能评价指标,制备免烧粉煤灰滤料的最佳质量配比为:粉煤灰46.30%,粘土13.89%,生石灰18.52%,水泥13.89%,石膏1.85%,纯H2O25.55%,此时所制滤料的孔隙率为72.24%.     

固化疏浚淤泥作路基材料工程特性试验研究

为了探讨粉煤灰和工业矿粉固化疏浚淤泥作路基材料的可行性,通过一系列室内实验研究了不同固化剂配比对固化淤泥击实特性、水稳定性、承载力和抗剪强度的影响。实验结果表明,不同固化剂配比下固化淤泥的最大干密度均超过1.50 g/cm³,最优含水率约为20~21%;淤泥固化处理后浸水4 d的膨胀率均不超过1.1%,水稳性大幅提升;矿粉含量越高,粉煤灰含量越低,CBR（California Bearing Ratio）值越高,土样的承载力越高,抗剪强度也越高。不同工况浸水4 d的CBR值均达到了较高的水平,工况SD10FA20MP（淤泥：粉煤灰：矿粉=7：1：2）CBR值最高,达到了34.8%,是规范中高速、一级公路路基填料要求最低CBR值的4.35倍,作路基填料使用可行。     

基于骨架构建污泥固化体收缩与开裂特性的研究

针对传统污泥固化方法中固化污泥体易收缩开裂等问题,基于骨架构造原理,用煤矸石作为骨料,加入水泥、生石灰、粉煤灰等固化材料,按照不同配比对污泥进行一系列的固化实验。考察了在28 d养护龄期污泥固化结实体的开裂与收缩特性。研究表明加入煤矸石作为骨料能有效地抑制固化污泥的收缩与开裂,生石灰能抑制开裂,粉煤灰对污泥固化体的收缩开裂特性影响较小。     

陶粒泡沫混凝土强度及其影响因素研究

着重研究了陶粒掺量，泡沫参量，水泥掺量，砂率，用水量，粉煤灰掺量对陶粒泡沫混凝土强度的影响。并确定了各组分的最佳掺量。研究结果表明：陶粒泡沫混凝土在配制时，陶粒掺量，泡沫掺量，砂率都有其最佳值，而增加水泥用量并不能显著增加该混凝土的强度。从降低陶粒泡沫混凝土的成本出发，应以粉煤灰代替部分水泥，且应采用超量取代法。     

镁基泡沫混凝土配合比试验

分别以配制的氯氧镁水泥、硫氧镁水泥、磷酸镁水泥为胶凝材料,采用化学发泡制备干密度等级为A05的三种镁基泡沫混凝土。通过设计正交试验,确定了水胶比、镁水泥组分配比、缓凝剂掺量、粉煤灰掺量和聚丙烯纤维掺量对三种镁基泡沫混凝土抗压强度的影响程度,对比分析了重要影响因素的作用机理,建立了镁基泡沫混凝土比强度与镁水泥组分配比的函数关系式。研究结果表明,氯氧镁泡沫混凝土抗压强度影响因素的主次关系为：镁水泥组分配比>水胶比>粉煤灰掺量>聚丙烯纤维掺量>缓凝剂掺量,各因素对硫氧镁泡沫混凝土抗压强度影响显著性与氯氧镁泡沫混凝土相同,磷酸镁泡沫混凝土抗压强度影响因素的主次关系为：镁水泥组分配比>缓凝剂掺量>水胶比>粉煤灰掺量>聚丙烯纤维掺量,与氯氧镁泡沫混凝土和硫氧镁泡沫混凝土略有不同,缓凝剂掺量影响程度较高;镁水泥的组分配比是影响镁基泡沫混凝土强度的重要指标,氯氧镁泡沫混凝土与硫氧镁泡沫混凝土的抗压强度随镁水泥组分配比增加的变化趋势相同,均先减小后增大,而磷酸镁泡沫混凝土随镁水泥组分配比增加呈现先增大后减小的趋势;三种镁基泡沫混凝土的比强度与镁水泥组分配比之间存在幂函数关系。     

承重粉煤灰砖材料配合比及其力学性能的研究

用湿排粉煤灰、水泥、骨料等材料,适当加入外加剂和激发剂以激发粉煤灰的活性,采用模压成型,自然养护制成双免粉煤灰砖,测定粉煤灰砖的抗压强度等各项指标.通过调整粉煤灰砖各材料的掺量,利用正交设计的方法,共进行了9组计81个不同配合比的试件和试块的物理和力学性能试验,通过实验,找出了各种材料配合比与粉煤灰砖抗压强度的关系,得到了各项指标均达到或超过目前粘土砖的模压成型、自然养护的粉煤灰砖最佳配比.     

不同改良剂对不同含砂率粉土改良性质研究

通过人工室内配制不同含砂率(10%、20%、40%)粉土,对其进行改良试验,研究在不同改良剂(石灰+水玻璃、石灰+粉煤灰)、不同配比作用下3种含砂率粉土的改良效果,研究结果表明:随着含砂率的增加,无论是素土还是改良土,其最大干密度均增大;对于石灰+水玻璃改良土,其最大干密度较素土有明显的降低,而石灰+粉煤灰改良土与之相反;石灰+水玻璃改良土最优含水率与素土略有差别,而石灰+粉煤灰改良土与素土最优含水率基本一致;在同一含砂率下,对于不同配比的石灰+水玻璃改良土,其最大压实度和最优含水率并未发生较大变化,10%石灰+20%粉煤灰的压实度高于其他配比情况;在恒定压实度(95%)下,改良土的无侧限抗压强度明显高于素土的无侧限抗压强度,改良剂对粉土起到一定的"维稳"效果,改良剂掺量才是决定无侧限抗压强度的关键因素。     

工业废料固化高含水率疏浚淤泥强度特性分析

疏浚淤泥因含水率高而难以直接利用,将其固化成填土材料是一种有效的处理方法．本文通过试验对比分析了3种常见工业废料：粉煤灰、矿渣、磷石膏作为主要固化剂、添加少量生石灰或水泥做反应诱发剂组成的6类复合固化剂固化处理高含水率疏浚淤泥的效果．结果表明：复合固化剂固化疏浚淤泥可以获得较高的无侧限抗压强度;3种工业废料中,磷石膏复合固化剂的固化效果最理想;水泥和工业废料组成的水泥基复合固化剂效果优于石灰基复合固化剂．通过引入强度增长率概念,发现固化淤泥的无侧限抗压强度增长率和复合固化剂中工业废料掺灰比呈线性关系．基于此规律,本文还给出了含工业废料固化高含水率疏浚淤泥早期强度的预测公式．     

盾构隧道同步注浆浆液配合比优化设计

盾构法施工过程中,盾尾同步注浆对控制隧道轴线上浮和地面沉降起着至关重要的作用.为使盾构隧道同步注浆浆液具有较好的工作性能,选用水泥、粉煤灰、膨润土、砂、水作为原材料,采用正交设计的方法进行试验,探讨了浆液各原材料对浆液稠度、凝结时间、泌水率、7d抗强度等指标的影响规律及同步注浆浆液配比的优化方向.试验表明:水泥是影响凝结时间和抗压强度的主要因素,水泥的加入能够缩短凝结时间、增大抗压强度和降低泌水率;粉煤灰能改善浆液和易性;膨润土有增稠、保水的作用,能提高浆液稳定性,但掺量要控制在一定范围内;砂作为浆液骨料起填充作用,主要影响浆液稠度,砂的用量与浆液稠度大小呈反比趋势;水是影响泌水率的主要因素,用水量增加导致浆液泌水率、稠度增大,凝结时间变长.最优的配合比为:水泥∶粉煤灰∶膨润土∶砂∶水为160∶400∶50∶830∶360,制备的浆液稠度为11~12cm,凝结时间为10~13h,泌水率不高于3%,7d抗压强度不低于2MPa.     

粉煤灰混合料的力学特性

以细磨粉煤灰、水泥和粉细沙为主要材料组成混合料,采用正交试验方法,研究胶沙比、灰胶比和龄期对混合料的抗压强度和抗拉强度等力学性能的影响.研究表明,灰胶比对混合料的抗拉强度有显著影响;其次是龄期和胶沙比,但二者影响不显著.各因素对粉煤灰混合料抗压强度的影响程度按自大到小的顺序依次为胶沙比、灰胶比和龄期,但均无显著影响.采用低胶沙比和灰胶比组合确定混合料的配合比,既可满足强度要求,又能达到经济性目的.