铬价态及碱金属对含铬固废水泥窑协同处置效果的影响

采用化学试剂模拟含铬固废,掺入水泥生料煅烧成熟料,研究铬掺量、铬价态及生料成分对熟料浸出毒性、抗压强度、水化活性、矿物组成的影响。结果表明:随CrO3掺量增加,熟料水化物的Cr(Ⅵ)浸出浓度增大,而随养护龄期延长,各试样的浸出浓度又有所减小。CrO3掺量低于2%时基本不影响水泥硬化体的抗压强度,掺量超过2%时试件强度骤降。若含铬固废中同时存在碱金属离子,熟料的Cr(Ⅵ)浸出浓度会略有增大,但矿物组成、水化活性等基本不受影响;不论工业固废中含有Cr(Ⅵ)或Cr(Ⅲ),水泥窑协同处置的效果基本相当。     

掺烧城市垃圾残渣硅酸盐水泥性能及重金属浸出行为研究

通过生料易烧性试验、熟料矿物岩相分析、XRD、SEM、水泥胶砂强度试验、重金属离子浸出试验等,对利用城市垃圾分拣残渣配料煅烧硅酸盐水泥熟料及其水化反应的特征进行了研究。结果表明:城市垃圾分拣残渣配料制成的水泥熟料,其矿物结构与常规的硅酸盐水泥熟料相同;其烧成温度有降低的趋势;其水化产物和凝结硬化过程与常规硅酸盐水泥相同;熟料煅烧和凝结硬化过程对城市垃圾中重金属离子的固化有一定的辅助作用。     

煤矸石质少熟料水泥的水化机理分析

用熟蚀变煤矸石和磨细矿渣粉代替部分水泥熟料,制备煤矸石质少熟料水泥.采用XRD分析方法研究了蚀变物料和各龄期水化产物的矿物成分,通过胶砂试块的强度、标准稠度用水量、凝结时间及安定性分析来表征少熟料水泥的性能,采用SEMEDS分析表征净浆试块3d、28d水化产物的微观形貌与显微成分.结果表明,750℃热蚀变煤矸石的XRD图谱中没有黏土类矿物的衍射峰,制备的少熟料水泥的基本性能达到GB 175-2007中42.5级普通硅酸盐水泥的标准要求,而且早期强度明显优于42.5级普通硅酸盐水泥.     

镁渣胶凝材料强度影响因素的研究

以镁渣、矿渣、水泥熟料配制镁渣胶凝材料,探讨了镁渣掺量、水泥熟料掺量、物料粉磨工艺、辅助激发剂复掺对镁渣胶凝材料强度(抗压和抗折强度)的影响,分析了镁渣胶凝材料水化产物的矿物组成.结果表明:当镁渣与矿渣掺量相等时,镁渣胶凝材料有较好的强度;镁渣胶凝材料水化较慢,28d后强度还有大幅度的增长;水泥熟料掺量越大,镁渣胶凝材料强度越高;相比先磨后混工艺,先混后磨工艺所制备的镁渣胶凝材料有更好的强度;复掺3种辅助激发剂(水玻璃、硫酸钠、石膏)后,镁渣胶凝材料强度性能达到32.5强度等级复合水泥标准要求.镁渣胶凝材料水化产物主要由C-S-H,Ca(OH)_2和AFt等组成.     

干冰对水泥流动度、凝结时间和强度的影响

为探究二氧化碳对水泥物理性能的影响,将二氧化碳以干冰形式直接加入水泥,测试不同掺量下普通硅酸盐水泥的流动度、凝结时间、强度等物理性能,利用XRD分析水化后矿物组成,SEM观察微观形貌。研究结果表明干冰掺量小于0.8%时,流动度随干冰掺量增加而增大。干冰掺入后,凝结时间略微延长。干冰的掺入对水泥基材料的3d强度有不利影响,7d、28d强度随干冰掺量的增加,先增大后减小。干冰掺量为1.0%时7d抗压强度最高;干冰掺量为0.6%时28d强度最高。微观分析表明干冰的掺入,影响了水泥的水化进程,同时又与水泥水化产物氢氧化钙及水化硅酸钙等反应生成碳酸钙。因此干冰使水泥早期水化进程延长或水化速度减慢,对后期水化进程起到一定改善作用。     

低温熟料对水泥水化的影响

低温熟料(LWC)以12CaO·7Al_2O_3(C_(12)A_7)和2CaO·SiO_2(C_2S)为胶凝性矿物成分,属于绿色水泥基材料。研究了低温熟料对硅酸盐水泥水化的影响,测试了水泥的凝结时间、早期化学收缩、力学性能和砂浆限制膨胀率,观察了掺低温熟料的水泥浆体微观形貌。结果表明,低温熟料促进了水泥水化硬化;10%低温熟料、75%P·Ⅱ硅酸盐水泥和15%粉煤灰构成的三元胶凝材料3 d、28 d抗压强度分别为31.0、68.2MPa,3 d、28 d抗折强度分别为6.3、9.5 MPa;复掺硬石膏,低温熟料提高了钙矾石生成量,可补偿水泥基材料的收缩。低温熟料可部分替代硅酸盐熟料生产通用硅酸盐水泥。     

掺烧生活垃圾焚烧灰对生态水泥熟料物相及性能的影响

分别对掺烧生活垃圾焚烧炉渣及生活垃圾焚烧飞灰的熟料进行化学成分、XRD、水化性能与浸出毒性的分析,并与用化学纯试剂制备的熟料基准样进行对比研究。结果表明,灰渣中硫、氯等阴离子会降低熟料实际KH值;微量重金属元素则使灰渣掺烧熟料的铁相中C4AF特征峰的d值偏移。掺烧焚烧灰渣的熟料的安定性、标准稠度用水量、凝结时间、抗折强度与基准样相差不大,但是3d和28d抗压强度略有下降,应适当调高KH值予以抵销。掺烧灰渣熟料中重金属的长期浸渍溶出主要集中在早期,熟料对重金属的固化效果良好。     

钢渣配料对水泥熟料的物理性能及水化产物的影响

针对钢渣作为水泥原料烧制熟料的问题,本文采用实验室试烧的方法,研究了钢渣配料对水泥熟料易烧性、物理力学性能以及安定性的影响。并通过XRD、DTA-TG等测试方法研究了各组水泥水化产物的组成。实验结果表明:掺加钢渣配料能够改善生料的易烧性;掺加适量的钢渣不会影响水泥熟料的强度;掺加不同量的钢渣没有给水泥的水化产物的组成带来明显改变。     

掺合料对水泥砂浆抗折性能的影响北大核心

研究了偏高岭土、粉煤灰、矿粉、硅灰等矿物掺合料种类以及掺入方式对水泥砂浆抗折性能的影响规律,采用XRD分析了硬化水泥浆体的水化产物。结果表明:单掺情况下,偏高岭土对水泥砂浆抗折强度的增强作用最明显,掺量为15%时,28、56 d水泥砂浆抗折强度分别提高了12.2%、36.1%;复掺情况下,偏高领土与粉煤灰和矿粉复掺的效果最好,28、56 d水泥砂浆抗折强度分别提高了16.4%、28.6%。掺入不同矿物掺合料时,水泥水化产物种类无明显区别,主要晶相组成为Ca(OH)_2、AFt;偏高岭土-矿粉-粉煤灰复掺,复合效应显现,提高了水化产物中钙矾石生成量,降低了水泥水化析出的Ca(OH)_2含量,能显著提高水泥砂浆的抗折强度。     

掺合料对水泥砂浆抗折性能的影响

研究了偏高岭土、粉煤灰、矿粉、硅灰等矿物掺合料种类以及掺入方式对水泥砂浆抗折性能的影响规律,采用XRD分析了硬化水泥浆体的水化产物。结果表明:单掺情况下,偏高岭土对水泥砂浆抗折强度的增强作用最明显,掺量为15%时,28、56 d水泥砂浆抗折强度分别提高了12.2%、36.1%;复掺情况下,偏高领土与粉煤灰和矿粉复掺的效果最好,28、56 d水泥砂浆抗折强度分别提高了16.4%、28.6%。掺入不同矿物掺合料时,水泥水化产物种类无明显区别,主要晶相组成为Ca(OH)_2、AFt;偏高岭土-矿粉-粉煤灰复掺,复合效应显现,提高了水化产物中钙矾石生成量,降低了水泥水化析出的Ca(OH)_2含量,能显著提高水泥砂浆的抗折强度。     

重金属铅对硫铝酸盐水泥水化及其浸出毒性的影响

研究了硫铝酸盐水泥体系下重金属铅对水泥水化进程的影响,以及硫铝酸盐水泥对重金属铅的固化/稳定效果分析.研究表明,重金属铅掺量达到一定阀值(本试验条件下为2.0%)时,才会对硫铝酸盐水泥水化产生明显影响.用硫铝酸盐水泥对重金属铅进行固化效果良好,重金属铅通过物理固封、替代或吸附等形式可固化入水化产物结构中,且2.0%硝酸铅掺量浸出毒性试验结果控制在国家标准要求之内.     

C_(11)A_7·CaF_2—C_2S体系水泥的研究

本文通过水泥材性、熟料岩相鉴定、XRD、TEM、水化热以及孔结构等多方面的试验研究论证了C_(11)A_7·CaF_2-C_2S体系熟料的矿物组成以及该水泥在硬石膏掺与下,从水化5分钟开始到3个月所形成的水化产物和水化速度。同时也阐明了这一体系水泥具有凝结硬化快、小时强度高以及长期强度增长和稳定性好的缘由。     

高掺量超细矿粉低熟料水泥性能研究

利用超细矿粉取代70%以上水泥熟料,制备了低熟料水泥,并研究了其力学强度、水化特性与微观结构。结果表明:超细矿粉掺量为70%的低熟料水泥性能优越,与纯水泥相比,其28d抗压和抗折强度分别提高了18.05%和58.88%;超细矿粉低熟料水泥的水化放热显著减少,水化产物主要包括氢氧化钙与C-S-H凝胶;超细矿粉有利于细化硬化水泥浆体的孔结构。     

利用水泥窑协同处置污泥对熟料的影响

利用水泥窑协同处置污水厂污泥,是一种经济、可行的资源化利用方式。重庆富皇水泥(集团)有限公司用未经干化的污水厂污泥,以合适的比例替代部分水泥生产原材料,用污泥泵直接喷入回转窑窑尾烟室内,利用水泥窑的高温煅烧成熟料。对比分析了掺加污泥前后水泥熟料的物理性能和矿物组成,探讨掺加污泥对其影响。结果表明,掺加污泥后水泥熟料的各项指标均满足国家标准,除稠度外,细度、凝结时间均无明显变化,28 d抗压强度和抗折强度有明显增加,安定性也有所增强。水泥熟料的主要矿物中,C3S含量呈极显著增加趋势,这是28 d强度明显增加的主要原因;C2S含量明显减少,而C3A和C4AF含量没有明显变化。可见适量掺加污泥对水泥熟料是有利的。     

石膏掺量对硅酸盐和硫铝酸盐水泥复合体系性能的影响

硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复合后水泥的矿物组成变得多而复杂,这种复合体系水泥的水化硬化过程是一个多元复杂体系的多种矿物的水化硬化过程。将硫铝酸盐水泥熟料、硅酸盐水泥、无水石膏以合适的比例混合,通过试验和分析,制得早期强度相近、28d强度接近或超过纯硫铝酸盐水泥的复合胶凝体系,得出石膏的最佳掺量。     

电镀污泥制备辅助性胶凝材料的试验研究

以工业固体废弃物电镀污泥和钢渣为原料,制备了一种辅助性胶凝材料。研究了不同配比的辅助性胶凝材料及辅助性胶凝材料掺量对水泥力学性能的影响,测定了重金属溶出率,并利用XRD、SEM研究了辅助性胶凝材料对水泥水化产物和微观形貌的影响。结果表明,适当比例的辅助性胶凝材料可以改善水泥强度,当电镀污泥∶钢渣=8∶2时,制备的辅助性胶凝材料在掺量为15%的情况下,其7 d、28 d强度比纯水泥熟料分别高5.9 MPa和1.4 MPa。此外,水泥浆体可以有效固化电镀污泥中的重金属,实现对电镀污泥的无害化处理。     

CaF2对硫铝酸锶钙水泥矿物形成及水化过程的影响

测试了掺CaF2硫铝酸锶钙水泥的抗压强度.通过热分析、X射线衍射分析和扫描电子显微镜观察,研究了CaF2对硫铝酸锶钙水泥熟料矿物形成和水化过程的影响.结果表明,当CaF2掺量为0.2%(质量分数)时,硫铝酸锶钙水泥抗压强度最高,3,28d抗压强度分别达到65.0,86.2MPa.在水泥煅烧过程中,CaF2能加速CaCO3的分解及C1.50Sr2.50A3珔S矿物的形成.此外,CaF2可以加快硫铝酸锶钙水泥的水化速率并促使水化产物CAH10转化为C3AH6.     

复合外加剂对少熟料矿渣胶凝材料性能的影响

通过对硅酸盐水泥熟料矿物组成、水化特性,矿渣的化学组成和水化过程的分析,研究了普通矿渣水泥水化产物平衡体系的稳定性,并根据少熟料矿渣胶凝材料系统水化产物稳定存在的条件,研制了适用于高掺量矿渣水泥的复合外加剂,得到了性能较好的胶凝材料。     

粉煤灰-水泥体系对重金属铅的固化/稳定效果研究

研究重金属Pb对纯水泥和粉煤灰-水泥体系抗压强度、水化程度、毒性浸出以及孔径分布等性能的影响,结果表明,纯水泥和粉煤灰-水泥均可以有效固化/稳定重金属Pb。重金属Pb对水泥的水化反应影响较小,对纯水泥试样的强度发展以及孔分布影响较弱;Pb的添加可以促进粉煤灰的火山灰反应程度,但是反应产物对样品强度的贡献有限,从而明显减缓粉煤灰-水泥试样的强度发展。     

海水环境下铝酸盐水泥基材料的抗蚀性能研究

研究了海水环境下铝酸盐水泥与单掺硅灰、矿渣组成的复合水泥浆体的抗压强度和水化产物变化规律。结果表明,海水对铝酸盐水泥具有侵蚀作用;掺入矿物掺合料能够促进铝酸盐水泥的水化,改善水泥浆体孔隙结构,生成水化钙铝黄长石等水化产物,有利于浆体结构密实和强度发展,进而提高铝酸盐水泥强度及抗蚀性能,且随着矿物掺合料掺量的增多,抗蚀性能逐渐提升。与矿渣相比,硅灰对提高铝酸盐水泥抗蚀性能具有更好的效果,海水环境下掺入10%硅灰,28 d抗压强度最高,超过淡水环境下空白组。