水洗城市生活垃圾焚烧飞灰作为水泥混合材的试验研究

针对水洗城市生活垃圾焚烧飞灰(PW-MSWI)的组成和特性,在实验室进行了PW-MSWI作为水泥混合材的试验研究。研究表明,PW-MSWI中SO3和Cl-含量较低,并具有一定的胶凝活性,可作为水泥混合材使用;综合水泥力学性能和粉磨能耗分析,得出宜采用单独粉磨后混合的工艺将PW-MSWI用作水泥混合材,且粉磨到比表面积562m2/kg左右为最佳;掺加PW-MSWI后,混合水泥的标准稠度用水量增大,凝结时间变化不明显,对水泥的体积安定性无不良影响;PW-MSWI与粉煤灰和矿渣粉复掺有助于提高水泥的早期强度;混合水泥中的重金属浸出毒性低于浸出毒性标准限值,环境安全性良好。     

脱硫石膏在水泥-粉煤灰-矿渣粉复合胶凝体系普通干混砂浆中的应用研究

本文针对水泥-粉煤灰-矿渣粉复合胶凝体系配制的干混砂浆早期和后期强度较低的难题,选取粉煤灰、矿渣粉两者单掺或复掺取代水泥率为70%的复合胶凝体系,研究脱硫石膏(FGD)对该体系活性的改进效果.结果表明:掺加一定量的FGD对水泥-粉煤灰-矿渣粉复合胶凝体系活性的改进效果明显,能明显提高该体系的早期和后期抗压强度和拉伸粘结强度,且能使胶凝体系的收缩降低10%以上;通过XRD和SEM、孔结构微观分析表明:FGD对粉煤灰或矿渣粉起到了硫酸盐和碱性激发的双重作用,且对水泥水化也有一定的促进作用,胶凝体系水化产物改善了浆体内部结构,使浆体中空隙大大降低.     

绿色生态混凝土胶凝材料浆体的流变性能

采用25 mm平行板式流变仪对水胶比为0.29的单掺粉煤灰(FA)、单掺矿渣(SG)以及粉煤灰和矿渣复掺的水泥基胶凝材料浆体进行了流变性能测试,基于H-B流变模型,并采用Matlab软件编程对试验数据进行了拟合.试验结果表明:单掺粉煤灰的水泥基胶凝材料浆体呈现先剪切增稠后剪切变稀行为,而单掺矿渣的水泥基胶凝材料浆体呈现先剪切变稀后剪切增稠行为;粉煤灰与矿渣复掺后粉煤灰对水泥基胶凝材料浆体流变性能的影响比矿渣的影响更大.同时得出了粉煤灰、矿渣单掺时以及粉煤灰与矿渣复掺时不同掺量条件下水泥基胶凝材料浆体的表征参数值.研究结果还表明:FA∶ SG为1∶1复掺等量取代水泥30％组成的水泥基胶凝材料浆体,其屈服应力值较小,而粘度相对较大,为绿色生态混凝土目标孔隙率的实现奠定了理论基础.     

掺矿渣粉、粉煤灰对水泥水化热的影响

通过矿渣粉、粉煤灰及双掺矿渣粉和粉煤灰不同掺量对胶凝材料水化热性能影响的试验研究，得出矿渣粉、粉煤灰也有水化热，但其水化热比水泥水化热要低，用矿渣粉、粉煤灰等量取代部分水泥，胶凝材料的水化热就会降低。但降低的幅度不完全与矿渣粉、粉煤灰的掺量成比例。单从降低胶凝材料水化热的角度而言，掺粉煤灰的效果最好，掺矿渣微粉次之，矿渣微粉与粉煤灰联合掺用效果最差。     

低水泥用量胶凝材料及胶砂性能试验研究

本试验研究了固定胶凝材料总量情况下。单掺粉煤灰、矿渣和复掺粉煤灰一矿渣的胶凝材料的性能。比较混合材不同取代法、取代量对胶凝材料的需水性、凝结时间、流动性以及胶砂的力学性能的影响。     

采用“分别粉磨”工艺生产水泥的实践

"分别粉磨"工艺实施后,通过优化熟料粉和矿渣粉的比表面积,提高了水泥中混合材掺量,改善了水泥性能,可以生产不同品种的水泥。通过提高水泥中混合材的掺量,能大幅度降低水泥生产成本,提高水泥产量,为公司创造可观的效益。矿渣粉的活性高于粉煤灰,水泥中混合材应优先掺用矿渣粉。     

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.     

不同混合材及掺量对水泥性能的影响

水泥中掺加混合材的作用主要是提高水泥产量,降低水泥生产成本,调节水泥强度等级,改善水泥性能与质量,综合利用工业废弃物,减少环境污染,实现水泥工业的生态化[1]。矿渣（矿粉）、粉煤灰及石灰石是目前应用最为广泛的混合材。矿渣掺加方式常见有两种,一种是矿渣磨前加入,另一种是矿粉外掺。矿渣与水泥熟料共同粉磨时,由于矿渣易磨性明显差于熟料及其他混合材,混磨的结果是出现选择性粉磨,矿渣不能被有效粉磨,无法充分发挥矿渣的活性。因此有必要了解矿渣与熟料共同粉磨对水泥性能的影响的量化关系。粉煤灰作为混合材,其活性成分之所以能参与火山灰反应,在于粉煤灰颗粒中的玻璃相在碱性条件下可以破裂而溶出活性成分,然后得以与Ca（OH）2反应生成C-S-H这种对强度有贡献的产物[2]。     

活性复合掺合料对水泥胶砂抗侵蚀性能影响

以防腐阻锈成分、粉煤灰、矿渣粉等量取代部分水泥,研究单掺防腐阻锈成分、双掺粉煤灰和矿渣粉以及复掺三者时对水泥胶砂抗蚀系数、电极电位的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)对不同复合掺合料水化产物和表面特征进行分析.试验结果表明:单掺FZJ的水泥胶砂,当掺量为6%时,其初始抗蚀系数比未掺的基准水泥胶砂高20%;双掺粉煤灰与矿渣粉的水泥胶砂,当两者掺量为65%时,100次循环后抗蚀系数远高于基准水泥胶砂,抗蚀效果显著;三者复掺最佳替代水泥量为71%时,56 d电极电位曲线趋向钝化,水泥胶砂的抗氯盐锈蚀效果最显著.电镜分析表明:防腐阻锈成分对粉煤灰、矿渣粉实现了碱改性,增加其二次水化活性,使三者复合掺合料的砂浆试块抗侵蚀性能随养护龄期的增长更加显著,为在氯盐、硫酸盐环境下矿物掺合料砂浆或混凝土耐久性研究提供应用技术.     

钢渣-矿渣复掺作水泥混合材的试验研究

将钢渣粉与矿渣粉以1∶2比例复掺后以30%、50%和80%的掺量用于水泥中,并加入活性激发剂,所配制水泥的各种性能指标满足GB175-2007《通用硅酸盐水泥》的技术要求。分析认为,钢渣粉与矿渣粉复掺提高了颗粒级配的连续性;加入激发剂可以有效促进钢渣的水化,而钢渣的水化又能促进矿渣的水化,提高了钢渣-矿渣复掺粉的活性。钢渣-矿渣复掺粉可以作为混合材大量应用于水泥生产中。     

低质粉煤灰胶凝材料强度的试验研究

研究了生石灰、石灰石和矿渣粉对低质粉煤灰胶凝材料在不同龄期强度的影响.结果表明:掺加生石灰可显著提高胶凝材料的强度;掺加石灰石有利于提高胶凝材料的后期强度;掺加适量的矿渣粉对胶凝材料的早期强度有较明显的提高作用.经分析比较,提出低质粉煤灰利用率高、生产成本低、具有较好工程应用前景的胶凝材料用量比例.     

活性与惰性掺合料对复合胶凝材料水化性能的影响

采用ESEM、MIP、XRD及SEM等测试技术研究活性(粉煤灰)和惰性(石灰石粉)掺合料对复合胶凝材料强度、孔结构及水化产物等的影响,以此揭示水泥-粉煤灰-石灰石粉胶凝材料体系的水化特性。结果表明:石灰石粉和粉煤灰复掺具有比粉煤灰更好的减水效应,复合胶凝材料的强度也比单掺粉煤灰高;石灰石粉和粉煤灰复掺时,能够很好地填充熟料颗粒间的孔隙,显著改善孔结构,降低孔隙率,使孔隙结构得到细化;石灰石粉在复合胶凝材料中后期水化明显,生成水化碳铝酸钙;SEM照片也证实了石灰石粉水化活性以及对孔结构的改善作用。石灰石粉和粉煤灰复掺能优化复合胶凝材料体系,提高材料的水化性能。     

三异丙醇胺对复合硅酸盐水泥的增强效果研究

通过试验研究了三异丙醇胺（TIPA）对掺矿渣粉、石灰石及粉煤灰的复合硅酸盐水泥的增强效果。结果表明,复合硅酸盐水泥的强度与混合材“矿渣粉-石灰石-粉煤灰”的组成密切相关,TIPA对复合硅酸盐水泥的增强效果也因混合材不同而存在一定的差别。对大部分复合硅酸盐水泥而言,TIPA的早强作用不明显,后强作用比较明显。粉煤灰掺量较高时,TIPA的增强效果较为突出;矿渣粉含量较高时,增强效果较弱。     

硫铝酸盐水泥基自流平砂浆性能的研究

本文研究了粉煤灰、矿渣微粉、石灰石粉三种矿物掺合料分别与硫铝酸盐水泥复掺,对硫铝酸盐水泥基自流平砂浆的凝结时间、流动度、抗压强度和收缩率等性能的影响,并借助X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对不同胶凝体系进行微观测试分析.结果表明:粉煤灰、矿渣微粉、石灰石粉参与胶凝体系水化的程度有限,主要起填充密实、调节砂浆强度等级的作用;同时通过改变掺合料的掺量,可以制备适应不同工程要求的自流平砂浆.     

偏高岭土和粉煤灰对碱-矿渣复合胶凝材料的凝结时间及早期力学性能的影响

研究了水胶比为0.4,水玻璃模数为1.4及Na2O含量为10％(质量分数)时,单掺偏高岭土与复掺偏高岭土和粉煤灰对碱-矿渣复合胶凝材料的凝结时间和早期力学性能的影响.结果 表明,两种复合方式对碱-矿渣复合胶凝材料均有缓凝作用,但复掺时的缓凝效果更明显.单掺时,碱-矿渣复合胶凝材料的早期抗折、抗压强度和折压比基本不随偏高岭土掺量的变化而变化,但其28 d粘接强度随偏高岭土掺量的增加而增大.复掺时,碱-矿渣复合胶凝材料早期抗压强度随粉煤灰掺量的增加而减小;与单掺时相比,该复合胶凝材料72 h抗折强度和折压比分别提高了40％和64％.除此之外,复掺时该复合胶凝材料28 d粘接强度比单掺时提高了45％,但粉煤灰掺量的影响较小.     

粉煤灰和矿粉双掺的胶砂和混凝土试验研究

采用正交试验方法进行胶砂试验,研究粉煤灰和矿粉总掺量、粉煤灰与矿粉比例和水胶比三个影响因素对水泥-粉煤灰-矿粉三元胶凝体系胶砂流动度和强度影响,分析三元胶凝材料体系的水化特点和强度发展规律。并在此基础上配制粉谋灰和矿渣双掺的高性能混凝土,研究表明粉谋灰和矿粉双掺的高性能混凝土早期强度低,后期强度高,混凝土耐久性能好。     

磨细矿物掺合料对水泥硬化浆体孔结构及砂浆强度的影响

采用压汞法研究了钢渣、矿渣、粉煤灰单掺或复掺对水泥硬化浆体孔结构的影响.同时还研究了掺合料单掺或复掺对水泥砂浆抗压强度的影响.结果表明:掺合料单掺或复掺对早期水泥硬化浆体的孔结构有一定的劣化作用;水化后期,矿渣与钢渣均明显降低了水泥硬化浆体的孔隙率,矿渣与粉煤灰均明显降低了水泥硬化浆体的中值孔径并改善了水泥石的孔径分布,掺合料复掺对改善水泥硬化浆体的孔结构有积极作用,尤其是掺合料三元复合可取得最佳的效果.3种掺合料降低水泥硬化浆体孔隙率能力的大小顺序为:矿渣>钢渣>粉煤灰.3种掺合料降低水泥硬化浆体孔径并改善孔径分布能力的大小顺序为:矿渣>粉煤灰>钢渣.掺合料降低了水泥砂浆早期的抗压强度,却增加了水泥砂浆90 d的抗压强度.掺合料的活性大小顺序为:矿渣>钢渣>粉煤灰.     

不同混合材掺量对低碱水泥的适应性试验研究

通过对不同种类及掺量的混合材对低碱水泥流动性能的试验研究,得出:低碱硅酸盐水泥中掺入矿渣粉、粉煤灰、石灰石等混合材有利于改善浆体流动性能,且双掺效果较单掺好;外加剂掺入量对流动性能的改善是随着掺量的增加而增加的.但外加剂的掺入存在一个适宜、经济的掺入量问题;石灰石为非活性混合材,本试验研究结果表明它能显著增大水泥流动性且保持较小的经时损失,但其掺量不宜过大.     

粉煤灰对水泥-石灰石粉胶凝材料早期开裂抑制的研究

研究了粉煤灰对水泥-石灰石粉胶凝材料早期开裂的抑制作用和粉煤灰掺量与水泥-石灰石粉胶砂开裂指数、开裂龄期的关系。研究结果得出,水泥基胶凝材料早期开裂先增加后减缓,其1 d内开裂发展迅速;随粉煤灰掺量增加,水泥-石灰石粉胶砂产生首条裂缝的时间逐渐推迟,早期裂缝由长变短,由宽变窄,数目逐渐减少。胶砂的开裂指数不断降低,抗开裂性能提高,抑制作用加强。通过Matlab软件三维拟合得到了水泥-石灰石粉胶凝材料中开裂指数、开裂龄期及粉煤灰掺量之间的函数关系式,所得公式与实际情况匹配良好。     

水泥-钢铁渣粉-粉煤灰复合胶凝体系对混凝土性能的影响

对水泥-钢铁渣粉-粉煤灰复合胶凝体系最佳配比进行了研究,得出最优配合比,同时研究了在C20~C60强度等级混凝土中,钢铁渣粉等量取代矿渣粉对混凝土工作性能和力学性能的影响,并对C35和C50混凝土的电通量和耐磨度进行了测试。结果表明,水泥-钢铁渣粉-粉煤灰复合胶凝体系的最佳配比为水泥60%、粉煤灰15%、G95钢铁渣粉25%;与掺矿渣粉拌制混凝土相比,掺钢铁渣粉拌制混凝土可以获得更好的抗氯离子侵蚀性和耐磨性。这为钢铁渣粉在混凝土中等量替代矿渣粉的应用思路提供了依据。