固态激发剂对化学激发固硫灰性能的影响

为实现循环流化床燃煤固硫灰（简称固硫灰）的资源化利用，本研究以固硫灰为前驱体，固体偏硅酸钠为激发剂，制备了化学激发固硫灰胶凝材料，研究了不同碱含量对化学激发固硫灰强度、体积稳定性的影响。结果表明：碱含量对化学激发固硫灰胶凝材料强度及体积稳定性有重要影响，随碱含量增加，抗折、抗压强度均先增大后减小。标准养护下，硬化体的线膨胀率均随碱含量的增加表现为先增后降的变化规律。XRD、SEM对化学激发固硫灰水化产物分析结果表明，偏硅酸钠激发固硫灰主要水化产物为水化硅酸钙，硬化体膨胀主要为水化硅酸钙吸水膨胀引起。     

水处理污泥-偏高岭土基地聚物的制备和性能研究

研究了采用稻壳灰、氢氧化钠复合激发偏高岭土和未经煅烧的水处理污泥制备地聚物的可行性,探讨了水处理污泥掺量对地聚物凝结时间、力学性能和渗透性的影响。结果表明:水处理污泥掺量的增加,会在一定程度上延长地聚物的凝结时间,降低地聚物的流动性,增大孔隙率和吸水率,降低弯曲强度和抗压强度。当污泥掺量为20%、养护龄期为28 d时,偏高岭土基地聚物的弯曲强度为9.7 MPa,抗压强度为26.95 MPa。     

利用电石渣改性固硫灰制备胶凝材料的研究

基于固硫灰自身的火山灰活性和自硬性,提出用钙质激发剂激发固硫灰活性制备固硫灰基胶凝材料。实验研究表明在激发剂的作用下,掺入偏高岭土后胶凝材料强度提高80%以上。用内掺50%偏高岭土的固硫灰,采用电石渣或熟石灰复合水玻璃作为激发剂制备胶凝材料都在体系的碱含量为30%,水玻璃的模数为2.0,养护温度为60℃时强度达到最大,两种激发剂对强度的影响差异不大,而采用电石渣作为激发剂更节约成本,更具优势。     

燃煤电厂脱硫废弃物用于改性生土材料的研究

使用煅烧脱硫石膏和流化床固硫灰改性生土材料,可利用煅烧脱硫石膏凝结硬化快的特点实现快速生产,利用固硫灰的水硬性提高生土材料的强度和耐水性.随着煅烧脱硫石膏和固硫灰掺量的增加,生土材料抗压强度明显提高,干燥收缩显著降低,耐水性大幅提高.脱硫废弃物掺量40%的生土材料,28 d抗压强度可达到4.0 MPa,抗折强度超过1.0 MPa,相比传统生土材料提高1倍以上,28 d干燥收缩低于1.0 mm/m,软化系数可达到0.5.     

偏高岭土对钢渣-石膏复合材料性能影响研究

以改善石膏的力学强度和耐水性为目的,采用偏高岭土作为钢渣活性激发剂掺入钢渣-石膏混合体系中。探究了不同掺量的偏高岭土对钢渣-石膏复合材料的表观密度、吸水率、抗压强度、软化系数和初、终凝时间等指标的影响。结果表明:随着偏高岭土掺量的增加,初、终凝时间趋于缩短,吸水率不断降低,表观密度不断增大,当偏高岭土的掺量为5%,钢渣-石膏复合材料获得最佳的力学强度与耐水性,相对于未掺加偏高岭土的绝干抗压强度增加10.7%,湿抗压强度增加34.1%,软化系数提升22.2%。     

酒钢矿渣制备地聚物的性能研究

试验以酒钢高炉水淬渣为主要原料,采用无水偏硅酸钠为碱激发剂,制备矿渣地聚物。研究了激发剂添加量对地聚物强度的影响,并测定了适宜的激发剂添加量制备的地聚物初凝、终凝时间。结果表明:当激发剂掺量为5%时,所得地聚物28d抗压强度为55.8MPa,抗折强度为7.1MPa,初凝时间、终凝时间分别为35min、115min,强度性能优于525普通硅酸盐水泥,通过增加激发剂用量,对矿渣地聚物的力学性能提升不明显。     

固硫灰对硫氧镁水泥物理性能的影响

以氧化镁、七水硫酸镁、柠檬酸和固硫灰制备硫氧镁水泥,研究固硫灰掺量(0~60%)对硫氧镁水泥强度和微观形貌的影响。实验结果表明:随着固硫灰掺量的增加,硫氧镁水泥抗压强度出现先增加后降低的趋势。当固硫灰掺量在10%~40%时,其抗压强度高于或接近未加固硫灰时硫氧镁水泥的抗压强度;随着固硫灰的增加,硫氧镁水泥的净浆流动度呈现下降趋势。     

激发剂种类对不同粉煤灰掺量的水泥胶砂强度的影响

采用胶砂强度试验,研究了几种激发剂对不同粉煤灰掺量的胶砂试块强度的影响.结果表明:激发剂掺量在0～2%之间,激发剂的掺量越大,激发效果越好;在低掺量粉煤灰体系时,硫酸钠和二水石膏3d和7d效果好,氯化钙28 d效果明显,其他几种激发剂效果稍差;这是由于体系中掺人的硫酸钠、二水石膏和氯化钙,增补了体系中SO42-和Ca2+,对钙矾石和氯钙复盐的生成有利,同时也有助于粉煤灰活性的激发.在高掺量粉煤灰体系时,试块3 d强度提高不大,7d时硅酸钠和硫酸钠的效果比较好,28 d硅酸钠的效果最明显,其他几种激发剂效果稍差;这是由于硫酸钠和硅酸钠水解后生成NaOH,使液相中的OH-增多,粉煤灰存碱性环境下,玻璃体结构发生解聚重组,生成了具有三维网络状结构的无机聚合物.     

固硫灰兼用做水泥混合材及缓凝剂的研究

结合水泥生产技术要求,对固硫灰兼用做水泥的混合材和缓凝剂进行了研究。研究发现固硫灰的吸水率较高。用固硫灰作为水泥混合材,随固硫灰掺量的增加水泥砂浆的强度(尤其是早期强度)降低。固硫灰作为水泥混合材的同时其中所含的无水硫酸钙可全部代替二水石膏在水泥中起缓凝作用,水泥的凝结时间正常,水泥的安定性合格,符合国标要求。     

固硫灰对水泥基自流平砂浆水化产物和性能的影响

研究了固硫灰细度和掺量对水泥基自流平砂浆性能的影响.研究发现固硫灰细度越细,砂浆1d、3d、28d抗折和抗压强度越高,收缩则先减小后增大.掺加粉磨后固硫灰砂浆的收缩均较掺原灰砂浆的收缩小.随着固硫灰掺量增大,水泥基自流平砂浆的1d和3d强度先增大后减小,28d强度呈减小趋势,收缩随着固硫灰掺量增大而减小.固硫灰取代硅酸盐水泥的40%～60%时,砂浆的强度和收缩性较好,取代率为50%时性能最佳.     

偏高岭土地聚物力学性能研究进展

偏高岭土是高岭土在适当温度下煅烧活化形成的硅铝酸盐,以其为原料制备的地聚物具有快硬早强、强度高、和易性好及耐腐蚀等优点。近年来,相关学者针对偏高岭土地聚物力学性能的影响因素开展了大量力学性能试验及基础理论研究工作,为偏高岭土地聚物的推广应用奠定了基础。综述了偏高岭土地聚物的种类、水化机理,总结了激发剂种类、掺量、水玻璃模数、胶凝材料处理方式、液固比、外掺料及养护方式、养护温度等因素对偏高岭土地聚物力学性能的影响,并对偏高岭土地聚物推广应用中面临的问题及未来的研究方向进行了探讨。     

钢渣水硬活性的激发研究

研究了两种湿处理钢渣,水淬钢渣和热泼磁选钢渣分别在激发剂石膏、碳酸钠和氢氧化钠作用下在硅酸盐水泥中的水化活性.激发剂石膏、碳酸钠和氢氧化钠对于水淬钢渣激发的效果好于对于热泼磁选钢渣的激发效果.石膏对水淬钢渣混合水泥激发的最佳掺量是占钢渣用量的4%,碳酸钠的最佳掺量分别是1.5%,氢氧化钠对钢渣激发作用不明显.     

稻壳灰/玻璃粉改性偏高岭土地聚物耐高温性能研究

以偏高岭土为基质材料,以玻璃粉、稻壳灰为改性材料,通过水玻璃和NaOH配置Na系碱性激发剂,制备玻璃粉/稻壳灰改性偏高岭土基地聚物,探究其耐高温性能.结果表明,玻璃粉10％的掺量与稻壳灰10％的掺量均可改善耐高温性能,其中玻璃粉效果更优.各个温度煅烧后试样内部的气孔和裂纹与抗压强度和质量损失呈明显的相关性.     

碱激发剂对不同掺量粉煤灰UHPC的影响

在UHPC材料中,通过在粉煤灰0%、20%、30%、40%的掺量下掺入不同碱激发剂(氢氧化钙、氢氧化钠、硫酸钠、硫酸钙、碳酸钠、水玻璃)测试砂浆浆体流动性、经时损失和胶砂试件抗压强度、抗折强度。结果表明:在UHPC材料中,随着粉煤灰掺量的增加,流动性改善明显,对抗压抗折强度影响较大;在粉煤灰掺量较小时,碱激发剂效果不明显,随着粉煤灰掺量的增加,碱激发剂的效果逐渐凸显出来;在粉煤灰掺量为30%、40%时,硫酸钙为最为突出的碱激发剂。     

矿渣-粉煤灰基地聚物砂浆性能研究

采用高炉粒化矿渣和粉煤灰为原料,水玻璃和NaOH为激发剂,制备地聚物砂浆,并研究其工作性能和力学性能。分析了原材料氧化物组成摩尔比n(CaO+MgO)∶n(SiO₂+Al₂O₃)、胶砂比、水玻璃掺量、NaOH掺量对地聚物砂浆凝结时间、流动度、抗折强度和抗压强度的影响。结果表明,随着氧化物摩尔比n(CaO+MgO)∶n(SiO₂+Al₂O₃)的增加,地聚物砂浆的凝结时间缩短,流动度降低,力学性能提高;随着胶砂比增加,地聚物砂浆的流动度和力学性能提升;随着水玻璃掺量增加,地聚物砂浆的凝结时间先缩短后增加,流动度逐渐降低,力学性能逐渐增加,在水玻璃掺量为40%时力学性能最佳;随着NaOH掺量增加,地聚物砂浆凝结时间缩短,流动度和力学性能先增加后降低,在NaOH掺量为8%时流动度和力学性能最佳。     

地聚物固化软黏土的力学特征及机理分析

采用无侧限抗压强度(UCS)试验、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM),研究了地聚物对软黏土的固化和UCS提升效果,分析了地聚物碱激发剂模数、掺量对软黏土固化效果和UCS提升的影响,并探讨了其固化机理.结果表明:碱激发剂模数为1.2时,地聚物固化软黏土的UCS得到大幅提高,最大值为4.37MPa;碱激发剂掺量的增加对地聚物固化软黏土的早期强度提升影响显著,但对14、28d强度影响较小,当掺量超过5.0%时,强度提升效能降低;地聚物固化软黏土中同时生成了水化硅铝酸钠(N-A-S-H)、水化硅酸钙(C-S-H)、碳酸钙晶体和莫来石晶体,土颗粒间的孔隙得到填充,凝胶的胶结作用提高了土体的整体性.基于试验数据给出了28d龄期内地聚物固化软黏土强度提升的评价公式.     

固硫灰对硫氧镁水泥性能的影响研究

研究固硫灰掺量对硫氧镁水泥的抗压强度、耐水性、体积稳定性的影响。结果表明:在试验掺量范围内,随着固硫灰掺量的增加,硫氧镁水泥的抗压强度、耐水性和体积稳定性提高;当固硫灰的掺量为20%时,硫氧镁水泥的3、7、28 d抗压强度较未掺固硫灰的分别提高48.37%、33.33%、22.02%,软化系数由0.80提高到0.92,56 d线性膨胀率由4.527×10~(-3)降低到0.444×10~(-3)。同时,用XRD、SEM、压汞仪等测试方法研究了水泥石的物相组成、微观形貌、孔隙率等随固硫灰掺量的变化规律。     

地聚物对塑性混凝土早期强度和细观结构的影响

以偏高岭土作为地聚物，在塑性混凝土制备过程中加入不同掺量的偏高岭土。然后研究了不同偏高岭土掺量下混凝土的早期（3、7 d）抗压强度和劈裂抗拉强度，并采用扫描电子显微镜（SEM）来研究不同偏高岭土掺量下混凝土在3、7 d养护龄期下水化产物的形貌。早期强度结果表明，随着偏高岭土掺量的增加，制备出的塑性混凝土早期的抗压强度和劈裂抗拉强度呈现先升高后降低的趋势，最佳的偏高岭土掺量为水泥总质量的10%。SEM结果表明适量的偏高岭土掺量可以增加早期水化产物之间的密实性，进而导致塑性混凝土早期强度是升高。总的来说，以上结果为地聚物在塑性混凝土中的应用提供一定的试验基础与数据支撑。     

甲基硅酸钠对脱硫石膏砌块耐水性能的影响

采用扫描电镜、红外光谱分析等手段,研究了甲基硅酸钠掺量对脱硫石膏砌块耐水性能的影响.结果表明:当甲基硅酸钠掺量为0.2％～1.4％时,随着掺量的增大,脱硫石膏砌块强度先增后减,表面接触角不断增大,吸水率不断降低,软化系数稳定增长;与纯脱硫石膏砌块相比,甲基硅酸钠掺量为1.0％的脱硫石膏砌块强度变化不大,但吸水率降至7％、软化系数达到0.85;甲基硅酸钠在砌块表面和孔壁形成的疏水性薄膜导致砌块吸水率降低、软化系数提高;掺入甲基硅酸钠会改变二水石膏晶体形貌和脱硫石膏砌块的微观结构,从而影响砌块强度.     

磷渣的改性及其在混凝土中的应用研究

研究了单掺化学试剂（甲酸钙、碳酸钠、硫酸钠、石灰）、单掺固硫灰（10%、20%、30%）、复掺固硫灰与甲酸钙对磷渣性能的影响，在此基础上，制备了改性磷渣基辅助胶凝材料，并研究了其对混凝土工作性、力学性能和耐久性能的影响。结果表明：相比单掺其他化学试剂，单掺3%甲酸钙对磷渣水泥凝结时间的改善效果最好；单掺固硫灰时，随着固硫灰掺量的增加，磷渣水泥的凝结时间呈降低趋势；复掺固硫灰与甲酸钙时，综合考虑凝结时间、流动性、活性，复掺20%固硫灰与2%甲酸钙对磷渣的改性效果最好；制备的改性磷渣基辅助胶凝材料可替代常用辅助胶凝材料（矿粉、粉煤灰等）制备混凝土。