煤矸石集料混凝土气渗和碳化性能实验研究

利用自燃煤矸石代替碎石制作煤矸石混凝土试件进行气渗、碳化性能试验,并与碎石混凝土进行对比,研究了煤矸石混凝土气渗性能、碳化性能随龄期、水灰比和抗压强度变化规律.结果表明:煤矸石集料混凝土气渗系数随龄期增长而降低,且下降速度前期快、后期慢;在龄期一定条件下,气渗系数随水灰比增加而增大.在养护时间相同条件下,水灰比小于0.50时,碳化深度随水灰比增加而变小;水灰比大于0.50时,碳化深度随水灰比增加而变大;水灰比为0.50时,碳化深度最小,抗碳化能力最强;气渗系数、碳化深度均随抗压强度呈线性变化.试验表明:在合适的水灰比和合理的龄期条件下,煤矸石混凝土的气渗和碳化性能可以满足一般建筑结构要求,这为煤矸石混凝土的应用提供了试验依据.     

活化煤矸石在水泥砂浆中的应用研究

同时采用煅烧、机械细磨和添加化学激发剂三种手段加工处理煤矸石,采用力学性能测试研究了水泥砂浆的强度,通过XRD分析了煤矸石的成分和结构.试验结果表明,经复合加工处理后,煤矸石活化效果明显,得到的活化煤矸石掺混水泥胶砂强度较高.水玻璃的加入可进一步提高煤矸石的活性.经700℃煅烧,水玻璃加入量为1%样品的砂浆强度最高.     

疏水改性煤矸石砂浆性能的试验研究

煤矸石物理化学特性复杂、强度低、疏松多孔的特点,限制了其在建筑材料中的大量使用。本文采用疏水溶液浸泡的方式,在非煅烧、非预湿的条件下对煤矸石进行了改性。在系统研究改性前后煤矸石基本性质的基础上,设置0%、30%、50%、70%和100%共5种疏水改性后煤矸石质量替代率,以接触角、抗折强度、抗压强度、氯离子电通量为表征参数,分析了不同疏水改性煤矸石替代率对砂浆性能的影响。研究结果表明:采用本文的制备方法,当改性煤矸石替代率低于50%时,可实现煤矸石砂浆表面的疏水状态;抗压强度随改性煤矸石替代率的增大呈现降低的趋势,最大降低率为不掺加改性煤矸石时的15.7%;替代率为30%时,28 d抗压强度为58.5 MPa。不同改性煤矸石替代率下砂浆电通量均小于250 C,表现出优秀的抗氯离子渗透性。替代率为30%时电通量最小,为130 C。采用本研究提出的疏水改性的方法,可以使煤矸石在非煅烧、非预湿的条件下,保证砂浆良好的力学强度和抗氯离子渗透性能,实现煤矸石的充分利用。     

自燃煤矸石轻集料混凝土碳化性能试验研究

为探究自燃煤矸石轻集料混凝土的碳化性能,通过快速碳化试验研究抗压强度、水灰比、水泥用量、温湿度及龄期等敏感性因素对碳化深度的影响。结果表明,抗压强度与碳化近似为负相关,在24~38 MPa范围内,28 d最大减小量为9.7 mm;其他因素一定,水灰比越大,内部空隙越多,碳化深度越大;水泥用量提高1倍,碳化深度减小14.7%,单纯增加水泥用量减小其碳化程度不可取,应综合考虑其他敏感性因素;相对湿度与碳化关系呈负相关,温度与碳化关系呈正相关;在3~14 d范围时,碳化速率增长显著,超过14 d时,碳化速率增长平缓。     

煤矸石粗集料混凝土配合比设计及性能研究

以煤矸石粗细骨料为研究对象,通过理论分析与试验研究,对不同热活化活性与原状煤矸石进行研究,分析了煤矸石集料取代率、水灰比等对混凝土的力学性能的影响,为煤矸石作为混凝土集料的选用原则提供科学的理论基础,对推广煤矸石集料混凝土的实际应用有着重要的意义。     

活化煤矸石的胶凝性能研究

通过XRD、IR等方法,表征了未活化煤矸石的本征特性,在未活化煤矸石胶凝性能的基础上,研究了热活化、机械活化、化学活化方法对煤矸石潜在活性的激发作用。结果表明未活化煤矸石不适宜直接用作水泥辅助材料,机械活化和化学活化方法均能明显激发煤矸石活性并显著提高煤矸石水泥的力学性能,但热活化是煤矸石激发活性的必要条件,其最佳煅烧温度为700℃。     

煤矸石活化工艺试验

采用加热活化与机械活化试验方法对三河地区煤矸石进行了活化研究.活性大小以掺入煤矸石的水泥强度进行评价,结果表明:原状煤矸石不宜用做水泥掺合料,其直接掺入水泥后,不仅影响水泥强度,也影响水泥的外观质量;通过煅烧,可以提高煤矸石活性;煤矸石细度增大,亦能提高煤矸石的活性,但程度不明显,建议该地区煤矸石煅烧温度为750℃,磨细细度为455 m2/kg左右.     

煤矸石泡沫混凝土性能研究

煤矸石泡沫混凝土是将煤矸石作为1种掺加物,混合到泡沫混凝土中,再加入其他的添加剂以满足工程的强度要求或其他特殊要求。通过试验研究确定发泡剂的最佳使用浓度,将煤矸石破碎筛选分级,通过水灰比对泡沫混凝土的坍塌度和力学特性影响的试验,得出在水灰比为0.2时,试配的泡沫混凝土具有良好流动性,其坍落度为13.8 cm,平均抗压强度为4.13 MPa;通过研究煤矸石掺量对泡沫混凝土的坍塌度和力学特性影响,得出煤矸石掺量的增加使得泡沫混凝土浆体的坍落度逐渐减小,浆体塑性增强,混凝土抗压强度在煤矸石掺量为60%左右时达到最大,之后随着煤矸石掺量的增加强度开始逐渐变小。     

煤矸石增钙活化处理研究

采用X射线衍射分析方法系统研究了高温活性区不同氧化钙掺量时煤矸石增钙活化处理过程的影响,结果表明:当煅烧温度在1100～1150℃时,且CaO掺入量较低的情况下(生石灰的掺量≤25%),能生成相对较多的硅酸盐活性矿物:当煅烧温度高至1200℃以上时,不适宜煤矸石进行增钙煅烧处理,其中,当CaO的掺入量较高时(生石灰的掺量≥30%),即能生成较多的C2AS矿物,该种矿物对煤矸石活性的表现极为不利.扫描电镜分析结果表明,增钙活化后煤矸石的微观结构呈疏松状态.力学强度试验结果表明,经过增钙活化处理的煤矸石胶凝性能明显提高.     

煤矸石混凝土抗硫酸盐侵蚀试验研究

针对煤矸石混凝土结构耐久性问题,制作煤矸石混凝土立方体试件,进行抗硫酸盐侵蚀试验,研究了粉煤灰掺量、水胶比和干湿循环次数对煤矸石混凝土耐久性的影响.结果表明:煤矸石混凝土抗压强度随干湿循环次数增加呈先升高后降低的趋势;干湿循环15次时,煤矸石混凝土抗压强度耐蚀系数与粉煤灰掺量呈负相关,与水胶比关系不大;干湿循环大于30次时,煤矸石混凝土抗压强度耐蚀系数与粉煤灰掺量呈正相关,与水胶比呈负相关,相关显著性强弱表现为干湿循环90次＞干湿循环60次＞干湿循环30次.煤矸石混凝土抗硫酸盐侵蚀能力能满足一般建筑物要求,这为煤矸石混凝土应用提供了试验依据.     

煤矸石混凝土抗氯离子渗透实验研究

为了解煤矸石混凝土抗氯离子渗透性能,以自燃煤矸石为粗、细集料,42.5普通硅酸盐水泥为胶凝材料并掺入粉煤灰,制备煤矸石混凝土试件,进行抗氯离子渗透实验,研究了水胶比、粉煤灰掺量以及抗压强度对煤矸石混凝土抗氯离子渗透性能的影响。结果表明：非稳态条件下煤矸石混凝土氯离子渗透深度随水胶比增加而加深,呈正相关,氯离子渗透深度增长速度在水胶比0.42~0.48时较快,在水胶比0.48~0.56时缓慢;氯离子迁移系数与水胶比呈正相关,与粉煤灰掺量呈负相关;氯离子迁移系数随抗压强度增大而减小,呈负相关,负相关显著性强弱表现为粉煤灰掺量0%<粉煤灰掺量20%<粉煤灰掺量40%。掺入粉煤灰可以改善煤矸石混凝土耐久性能。     

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。     

煤矸石制备C20喷射混凝土的试验研究

以煤矸石陶粒为粗骨料、煤矸砂为细骨料,42.5级普通硅酸盐水泥为胶凝材料并掺入速凝剂,制备C20喷射混凝土;采用正交设计手段设计了4因素3水平配合比方案,并对各种配合比喷射混凝土坍落度、净浆凝结时间、1 d、7 d和28 d抗压强度进行了极差分析,探索水泥用量、水灰比、砂率和速凝剂掺量对喷射混凝土性能的影响。结果表明,当水泥用量为400 kg/m3、水灰比为0.60、砂率为50%、速凝剂掺量为4%时喷射混凝土性能满足规范要求,且成本较低,此配合比为最优配合比,使用煤矸石陶粒和煤矸砂作为骨料制备喷射混凝土可行。     

晋城煤矸石制备聚合氯化铝的研究

以晋城煤矸石为原料,经过粉碎、煅烧、酸溶、过滤、浓缩蒸发等工艺制备了性能优良的聚合氯化铝.实验确定最佳工艺参数为:焙烧温度750℃,焙烧时间(1+2)h,即600℃下1h,750℃下2h,酸浸温度109℃,酸浸时间3h,液固比3.0 mL/g.所得聚合氯化铝固体产品Al2O3含量为29％,液体产品Al2O3含量为10％,盐基度为84％,符合GB15892-2009要求.     

煤矸石的理化性能研究

煤矸石的理化性能决定了煤矸石的利用范围和利用方式,是评价其品质的重要依据,是煤矸石综合利用的基础。     

煤矸石-粉煤灰用作井下充填材料实验研究

黄金矿山由于尾矿氰化物含量较高无法用于井下采空区充填,但随着井下采空区逐渐扩大,亟需充填材料用于回填,实验研究利用煤矸石-粉煤灰用作骨料与水泥混合充填至采空区。岩质煤矸石的普氏硬度为2.74,易于破碎加工。电厂干排粉煤灰,测得细度为18.6%,颗粒较细。将煤矸石破碎至20mm以下用作粗骨料,粉煤灰为细骨料,当煤矸石-粉煤灰比为7:3时,混合骨料级配与Fuller理论曲线接近,级配良好。以水泥为胶凝材料配制1:7、1:9两种灰砂比的充填材料,混合料浆浓度为83%时,均能满足采空区管道高浓度输送的流动度要求。测定不同养护龄期下充填材料的单轴抗压强度,两种灰砂比材料在浓度为83%、82%下,28d的强度均超过4MPa,最高可达6.03MPa,可满足采空区顶底部或中心部位的充填强度要求。     

煤矸石/LLDPE复合材料的制备及性能研究

以煤矸石和线型低密度聚乙烯(LLDPE)为原料,采用双螺杆挤出机熔融共混制备煤矸石/LLDPE复合材料,重点考察了煤矸石掺量及煤矸石粒径对复配体热熔流动性和复合材料密度、硬度、弯曲强度及冲击强度等指标的影响.结果表明,煤矸石粒径从-20目(-0.83 mm)降至-150目(-0.27 mm)时,熔体的质量流动速率降低,...