流化床燃煤固硫灰渣膨胀控制因素研究

分别用线性膨胀率和XRD研究固硫灰渣净浆试件的膨胀特性和固硫灰渣水化产物随龄期变化趋势,并在结合二者试验结果的基础上对膨胀控制因素进行探讨。结果显示:固硫灰渣净浆试件的线性膨胀率在14～28 d前增加迅速,而后趋于平缓。试验表明,固硫灰渣的膨胀特性可分为两个阶段:14～28 d前主要受钙矾石量所控制,而随后龄期则主要受二水石膏量所控制。     

掺固硫渣的水泥浆体中钙矾石的定量分析研究

选用1：3乙二醇-甲醇溶剂以相当高的选择性从掺固硫渣的水泥水化浆体中萃取钙矾石并采用返滴定法测定其含量，研究表明：水化早期（一般指7d之前）水泥浆体中，钙矾石含量随龄期的增长而增加，而在水化后期，钙矾石含量随期的增长有所减少且趋于平缓。     

流化床燃煤固硫灰渣体积稳定性及影响因素研究

采用检测固硫灰渣净浆试件线性膨胀率方法表征其体积稳定性,并对影响因素进行分析。结果显示:固硫灰渣净浆试件的线性膨胀率在14～28d龄期前迅速增加,而后增长幅度明显变缓;固硫灰的膨胀特性明显低于固硫渣;固硫灰渣体积稳定性主要决定于游离氧化钙(CaO)含量而非三氧化硫(SO3)含量。     

水泥窑灰-粉煤灰体系的水化与强度发展(英文)

研究了配合比与养护温度对水泥窑灰(cement kiln dust,CKD)—粉煤灰(fly ash,FA)净浆的水化与强度发展的影响。净浆采用5种不同的水泥窑灰与粉煤灰比例配制,部分试件添加硅酸盐水泥作添加剂。试件在24、38℃及50℃的条件下进行养护。采用热重分析与X射线衍射测试试件的水化产物。结果表明在50℃的养护条件下,75%CKD+25%FA与45%CKD+45%FA+10%OPC试件的28 d与56 d强度分别达到了100%OPC水泥净浆强度的70%与80%以上。CKD-FA体系中的主要结晶水化产物是钙矾石。无论CKD与FA比例多大,CKD-FA浆体中钙矾石的含量显著高于水泥净浆。CKD-FA体系中钙矾石在90d的龄期仍可保持稳定。     

磷渣替代矿渣对水泥孔溶液pH值及水化进程的影响

针对不同掺量磷渣对矿渣水泥浆体水化行为的影响,测试了磷渣掺量0％～30％制备水泥浆体的各龄期强度,并对比了不同龄期浆体孔溶液的PH值,以及水化产物的差异.结果表明:磷渣可用作活性掺合料替代部分的矿粉,在考虑磷渣用量及保证浆体强度的同时,磷渣掺量不宜超过20％,此时浆体的7d、28 d强度保证率分别在80％、90％以上,对应龄期抗压强度分别在30 MPa、50 MPa以上.而试件孔溶液pH值基本是随着磷渣替代矿渣量的增加呈现减小趋势.XRD图谱表明,随着磷渣替代矿渣掺量的增加,钙矾石晶体衍射峰强度变化有所减弱,说明磷渣掺量过多时,水化速率减慢.热重结果显示:同一龄期时,磷渣达30％时,C-S-H凝胶、钙矾石的形成有所减少;随着龄期的增长,水化产物逐渐增多,热重失重量依次增大.     

硅锰渣-固硫灰复合辅助性胶凝材料水化机理研究

早期水化活性过低是限制冶炼渣在胶凝材料体系中大掺量应用的重要因素之一。利用固硫灰(CFBA)中的硫酸盐激发硅锰渣(SM)水化活性,并研究硅锰渣-固硫灰复合辅助性胶凝材料的水化过程及活性发展。结果表明:随着固硫灰掺量增加,胶砂流动度大幅下降,但其早期和后期活性得到有效提升;当固硫灰掺量为10%(质量分数)时,复合辅助性胶凝材料3 d、7 d和28 d活性指数分别达到61%、71%和95%,均高于单独使用硅锰渣体系(3 d、7 d和28 d活性指数分别为50%、53%和81%)。固硫灰的掺入激发了水泥和辅助性胶凝材料的早期水化,延缓了水化过程中钙矾石转变为单硫型水化硫铝酸钙(AFm),使得胶凝材料早期水化形成更多钙矾石。     

熟料-无水石膏系统与粉煤灰-石灰-无水石膏系统的水化产物

本文用XRD和SEM对CA和FLA不同龄期的水化产物数量和形貌进行了分析.随龄期增加,CA中CaSO4数量慢慢减少,而FLA中CaSO4数量则快速减少.3 d龄期时CA中有一些钙矾石晶体,此后随龄期增加钙矾石数量无明显增加;3 d龄期时FLA中只有很少的钙矾石晶体,此后随龄期增加,钙矾石数量显著增加.3 d后CA中CaSO4·2H2O的数量都很少;随龄期增加,FLA中CaSO4·2H2O的数量先增加后减少.3 d后CA中Ca(OH)2数量随龄期增加基本保持不变,而FLA中Ca(OH)2数量随龄期增加逐渐减少.CA中水化硅酸钙凝胶为典型的成簇生长的呈放射状分布的纤维状形貌,而FLA中水化硅酸钙凝胶则为无定形物质.3 d时CA中钙矾石晶体为短柱状,而FLA中钙矾石为短针状;70 d后CA和FLA中都能见到长针状钙矾石.     

固硫灰渣蒸压砖制备及性能研究

固硫灰渣含有大量的活性SiO2、Al2O3,具有较高火山灰活性,用于制作蒸压砖是其最重要的利用途径之一。论文采用实验室自制试模进行成型,研究固硫灰渣蒸压砖的性能,并与粉煤灰蒸压砖进行对比。结果显示,固硫灰渣蒸压砖产物中有托贝莫来石,但没有钙矾石生成;固硫灰渣蒸压砖的强度、抗冻性能均与粉煤灰蒸压砖相近。研究表明,用固硫灰渣生产蒸压砖是可行的。     

0～20℃养护下硅酸盐水泥水化时钙矾石的生成及转变

采用X射线衍射仪及核磁共振仪研究了0、5、10、20℃硅酸盐水泥水化产物钙矾石的生成及转变。结果表明：硅酸盐水泥水化1d至180d,4种养护温度下钙矾石生成量皆先增大后减小,但该规律随养护温度不同而不同：在10℃和20℃养护时,钙钒石生成量在水化3 d时达到最大,0℃和5℃养护时,水化28d时才达到最大;而从水化龄期来看,钙矾石生成量在水化1d时20℃养护时最高（10.2%）,水化3d时10℃养护时最高（12.1%）,3～180 d时0℃时最高;此外,低温养护显著延迟了钙矾石向单硫型水化硫铝酸钙转变。     

粉煤灰-石灰-二水石膏胶凝材料的体积稳定性及水化产物的性能

用雷氏夹法对粉煤灰-石灰-二水石膏胶凝材料(FLD)的体积稳定性进行了研究,用SEM和XRD对FLD的水化产物形貌和数量变化规律进行了研究。FLD中SO3含量为2.33%时体积稳定性良好,而SO3含量大于4.65%时体积稳定性差。在FLD中,随龄期增加,钙矾石数量不断增加,CaSO4.2H2O和Ca(OH)2数量不断减少。配比为粉煤灰:石灰:二水石膏=65:25:10的FLD到420d龄期时仍在进行着粉煤灰的水化反应,还有钙矾石生成。FLD中钙矾石为典型的针状晶体,水化硅酸钙凝胶为无定形物质。FLD体积稳定性差的原因是石膏含量过多,硬化后在很长龄期内针状钙矾石晶体不断产生。     

The influence of calcium lignosulphonate-sodium bicarbonate on the status of ettringite crystallization in fly ash cement paste

Calcium lignosulphonate (CL)-sodium bicarbonate (SB) (a total of 0.7% by weight of cement and CL to SB ratio of 1:1.8) will cause the fluidity of fly ash cement paste to decrease rapidly. It is the variation of the status of ettringite crystallization that causes this phenomenon. Experimental results show that CL-SB affects the liquid-phase composition of fly ash cement paste remarkably. As a result, ettringite crystallizes out in the shape of needles from the solution. These needle-like crystal particles are distributed in the solution at a certain distance from the surface of clinker particles. At the initial hydration stage, the crystallization of ettringite is stronger in fly ash cement with calcined gypsum than in fly ash cement with gypsum.     

海水环境下矿物掺合料对硫铝酸盐水泥的水化影响

研究了海水环境下掺入硅灰、粉煤灰、矿渣对硫铝酸盐水泥抗压强度、化学收缩和水化产物的影响规律.结果表明:当硅灰的掺量为2.5%时,水泥浆体的抗压强度比空白组高.矿渣掺量为10%的水泥浆体28 d抗压强度明显超过掺入硅灰和粉煤灰时的强度,60 d强度高于空白组.掺入2.5%硅灰后,水泥浆体的化学收缩增大;在水化早期,粉煤灰和矿渣的火山灰活性很低,导致水泥浆体的化学收缩降低.掺入10%硅灰加快了硫铝酸盐水泥3 d水化反应,钙矾石生成量增多,水泥浆体早期强度比掺其它掺合料有所提高,但体积过快膨胀会破坏其内部结构,对水泥浆体的强度发展不利.     

氢氧化钙对硫铝酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料的水化影响

通过凝结时间、抗压强度和电阻率等分析手段,研究了Ca(OH)2对硫铝酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料水化过程的影响.结果表明,掺入Ca(OH)2明显缩短了硫铝酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料的凝结时间;当Ca(OH)2掺量为0.5%时,初凝时间最短,1 d、28 d强度均明显提高;当Ca(OH)2的掺量为2%时,28 d强度相比空白样提高了61.9%;掺入Ca(OH)2后,硫铝酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料的1 d电阻率减小,随着Ca(OH)2掺量增大,电阻率逐渐减小,电阻率变化率极大值提前,说明Ca(OH)2加快了该复合胶凝材料的早期水化进程.XRD分析表明,掺入Ca(OH)2后,水化1 d时钙矾石的生成量增多,消耗无水硫铝酸钙的量增多;水化28 d时钙矾石的生成量相对变化较小,但强度明显增大,粉煤灰对硫铝酸盐水泥强度的贡献较为明显.     

垃圾焚烧飞灰胶凝活性和水泥对其固化效果的研究

垃圾焚烧飞灰是生活垃圾焚烧后烟气除尘器收下的物质,其主要成分属CaO-SiO_2-Al_2O_3-Fe_2O体系,与目前常用的高炉矿渣、粉煤灰等辅助性胶凝材料非常接近,因其中含有能被水浸出的重金属物质而被认为是危险废物,必须对之进行稳定及固化处理。通过试验研究了掺入垃圾焚烧飞灰的硬化水泥浆体的力学性能和水化机理,考察了水泥固化垃圾焚烧飞灰的效果,探讨了垃圾焚烧飞灰作为辅助性胶凝材料利用的可行性。研究表明:垃圾焚烧飞灰的水化反应活性较低,它的掺入在一定程度上延缓了水泥的水化过程,虽然其水化过程可以形成适量的钙矾石,对强度发展有利,但掺量较大时会显著降低水泥强度;采用水泥稳定及固化垃圾焚烧飞灰的效果良好,垃圾焚烧飞灰中重金属可以通过包容、替代或吸收等形式固化进水化产物结构中。     

"混凝土硫酸盐结晶破坏"微观分析(Ⅰ)——水泥净浆

在多孔材料内部检测发现硫酸盐晶体是证明盐结晶破坏最直接的证据。运用环境扫描电子显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射等微观分析手段,研究了稳定环境和变化环境中,硫酸钠溶液对半浸泡纯水泥净浆和水泥粉煤灰净浆的破坏作用,结果表明:在破坏的净浆试件中并没有发现硫酸钠晶体,反而发现大量的混凝土硫酸盐化学侵蚀产物(钙矾石和石膏等)晶体,硫酸盐化学侵蚀依然是引起净浆试件破坏的主要原因。     

CFB灰渣抹灰砂浆的组成设计与性能研究

为了提高抹灰砂浆的强度和体积稳定性,研究了水泥用量和灰渣比(循环硫化床(CFB)飞灰和CFB炉渣的质量比)对CFB灰渣抹灰砂浆2 h稠度损失率、抗压强度和体积稳定性的影响,并采用扫描电子显微镜、X射线能谱仪和X射线衍射仪对砂浆的微观形貌、元素分布和物相组成进行测试表征。结果表明,当水泥用量为5%、8%、12%(质量分数)时,CFB灰渣抹灰砂浆分别达到抹灰砂浆M10、M15、M20的强度等级。当胶凝材料用量一定时,随着水泥用量增大,砂浆2 h稠度损失率减小;当水泥用量一定时,随着灰渣比增大,砂浆2 h稠度损失率增大,膨胀效应减弱。CFB灰渣抹灰砂浆中生成的膨胀性钙矾石有效填充了颗粒之间的孔隙,从而提高砂浆的强度和体积稳定性。     

Self-cementitious properties of fly ashes from CFBC boilers co-firing coal and high-sulphur petroleum coke

Self-cementitious properties of fly ash from circulating fluidized bed combustion boiler co-firing coal and high-sulphur petroleum coke (CPFA) were investigated. CPFA was self-cementitious which was affected by its fineness and chemical compositions, especially the contents of SO₃ and free lime (f-CaO). Higher contents of SO₃ and f-CaO were beneficial to self-cementitious strength; the self-cementitious strength increases with a decrease of its 45 μm sieve residue. The expansive ratio of CPFA hardened paste was high because of generation of ettringite (AFt), which was influenced by its water to binder ratio (W/A), curing style and grinding of the ash. The paste cured in water had the highest expansive ratio, and grinding of CPFA was beneficial to its volume stability. The hydration products of CPFA detected by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) were portlandite, gypsum, AFt and hydrated calcium silicate (C-S-H).