机械活化煅烧煤矸石水泥的早期水化过程

用差热-热重分析和X射线衍射、等温量热计、扫描电子显微镜研究了机械活化煅烧煤矸石比表面积的变化对其水泥早期水化过程的影响,同时,用甘油-乙醇法测定了整个水化过程中Ca(OH)2含量.结果表明:机械活化煅烧煤矸石的比表面积越大,其水泥水化加速期延续的时间越长,水化放热速率越低;在水化减速期早期阶段的水化放热速率越高,二次水化产物形成的时间越早,在整个水化期间内水化产物中的Ca(OH)2含量越低.煅烧煤矸石水泥开始水化后,共产生4个水化放热峰,依次为初始放热峰、生成水化硅酸钙和Ca(OH)2放热峰、熟料水化生成钙矾石的放热峰及煤矸石被大量激发所形成的放热峰.     

活化煤矸石水泥水化机理与性能研究

近些年来,水泥的低碳化成为国内外的研究热点,利用活性矿物掺和料取代水泥是一种有效降低CO₂排放量的方法。为验证活化煤矸石作为水泥矿物掺和料的可行性,研究了活化煤矸石对水泥流变性能、力学性能、水化产物及水化程度的影响,揭示了水胶比、龄期及活化煤矸石掺量等对水泥胶砂试件抗压和抗折强度的影响,并利用XRD、SEM和TG/DTG等表征活化煤矸石对水泥水化产物和微观结构的影响。结果表明,活化煤矸石水泥的流变性能对水胶比的变化更加敏感。将活化煤矸石掺入水泥中,能够有效降低水泥早期的水化速率。活化煤矸石含有大量的活性SiO₂和Al₂O₃,具有很强的二次水化反应活性。二次水化产物水化硅酸钙和水化铝酸钙凝胶能够填充水泥机体的孔隙,提升水泥基体的强度。与掺30%(质量分数)石英粉的试件相比,掺30%(质量分数)活化煤矸石试件的28 d抗折和抗压强度分别提升了11.69%和11.82%。     

活化煤矸石对水泥早期水化特性影响的研究

煤矸石经过不同的活化过程,得到活性不同的活化煤矸石,用于水泥中对水泥的水化产生不同的影响。本文研究复合活化方式和热活化方式活化的煤矸石分别对硅酸盐水泥水化的影响。     

粉煤灰水泥的水化动力学

研究了粉煤灰水泥中粉灰和水泥熟料的水化过程动力学；讨论了这两种反应的动力学常数对系统性质的影响。提出了为改善粉煤灰水泥的性质，必须同时促进粉煤灰的火山灰反庆和水泥熟料的水化反应。     

水泥基材料的水化动力学模型

介绍了水泥基材料的水化动力学模型.根据实验测定的水化放热数据,采用模型给出的积分和微分方程,对水泥基材料的水化反应中的3个基本过程即结晶成核与晶体生长(NG)、相边界反应(I)和扩散(D)进行了表征,得到反应速率常数K、反应级数n和表观活化能Ea等动力学参数以及各反应阶段的反应速率与反应度的关系.计算得到的各阶段的反应速率曲线能较好地分段模拟由量热实验得到的胶凝材料实际水化速率dα/dt曲线.观察3个阶段的相互关系,可对水泥基材料复杂的水化机理进行解释.水泥基材料的水化反应存在两种不同的历程:NG-I-D或NG-D.在水化初期NG是控制因素,随着水化程度提高,逐渐转由I或D控制反应.     

热活化煤矸石—水泥复合体系水化性能分析

采用比强度法对活化煤矸石的火山灰效应进行评定,通过Ca(OH)2剩余量和化学结合水量的测定,分析活化煤矸石-水泥体系的水化程度,并采用X射线衍射分析,差热分析对其水化过程进行研究。结果表明:煅烧温度为750℃,保温时间为4h的热活化煤矸石对水泥体系的火山灰贡献率较高;该体系Ca(OH)2剩余量较少,化学结合水量较多,其水化产物主要以C-S-H凝胶,Ca(OH)2和钙矾石为主。     

活化煤矸石细粉-水泥复合胶凝材料水化性能研究

主要采用XRD、DTA/TG、SEM、MIP及等温微量量热仪研究了华新硅酸盐水泥以及掺有活化煤矸石细粉水泥胶凝体体系的水化性能和微观结构,试验证明煅烧后的煤矸石具有火山灰活性。掺有活化煤矸石细粉的水泥浆体结构较疏松,孔隙较多,但随着龄期的增长,浆体结构变得越来紧密,其主要的水化产物亦为水化硅酸钙凝胶、钙矾石和Ca(OH)2晶体。     

煤矸石对硅酸盐水泥水化历程的影响

从强度、反应程度、孔溶液碱度和SEM等方面,研究了煤矸石作为水泥辅助胶凝材料的水化情况,并与Ⅱ级粉煤灰进行比较。试验结果表明:煤矸石发生火山灰反应时间比粉煤灰早,且发生火山灰反应所需的碱度值比粉煤灰低;掺煤矸石水泥水化样的早期抗压强度比粉煤灰水泥水化样低,但7d到28d强度增长速率明显大于相同掺量的粉煤灰水泥,相同28d抗压强度的条件下,煤矸石掺量比粉煤灰的掺量高10%。     

二次活化煤矸石在水泥生产中的应用

凤台地区年排放煤矸石１００多万t，在产煤区很多地方出现了煤矸石山。煤矸石易发生自燃，产生大量的SO２、H２S、NOx、粉尘等有害物，严重地污染环境；煤矸石经雨水淋溶冲刷，有的产生酸性水或溶出重金属离子，污染水源；同时还占压大量的良田。因此，充分合理的利用、处理煤矸石，是资源化、减量化处理固体废物的重要途径之一。１煤矸石的二次活化１．１煤矸石的煅烧活化入窑煅烧煤矸石的SiO２＋Al２O３含量应在５６％以上，发热量应控制在４８００kJ／kg左右，煤矸石的块径最好控制在３０～６０mm之间。不宜过碎或过大，过碎对于通…     

硅酸盐熟料-煤矸石/粉煤灰混合水泥水化模型研究

对两种不同3CaO·SiO_2(C_3S)含量的硅酸盐水泥和分别掺有30%(质量分数,下同)煤矸石和30%粉煤灰的混合水泥中水化产物含量变化和形态进行了研究,建立了水化产物量变模型和水化产物形态模型,分析了模型的主要特征和意义。相同龄期,高C_3S硅酸盐水泥比低C_3S硅酸盐水泥生成更多的水化硅酸钙(calcium silicate hydrate,CSH)凝胶和氢氧化钙。含混合材的水泥水化时,CSH凝胶在水化早期和后期有两个增长幅度较大的阶段,并且1年后形成的CSH凝胶量与纯硅酸盐水泥的相当。水泥水化产物与混合材的二次水化反应较慢,研究掺有混合材水泥更长龄期的水化产物含量及结构变化,将有助于理解混合材对水泥性能的作用机理。     

煅烧煤矸石再生细骨料混凝土徐变性能

为研究不同煅烧温度、煤矸石掺量、粉煤灰掺量及水胶比对再生细骨料混凝土抗徐变性能的影响,采用4因素3水平的正交原理,对不同试验条件下再生细骨料混凝土进行120 d的干缩和徐变性能研究.结果 表明:对于养护28 d后的试件,影响其抗压强度最大的因素是煤矸石掺量的不同;干缩变形量从基础养护起第80 d为分界线,分快速干缩和稳定干缩两阶段,同时受煅烧温度和水胶比影响较大,但适当的粉煤灰掺量和煅烧温度不仅能抑制干缩,而且能致密空隙并降低水化热;持续荷载120 d时,构件整体徐变变形增大,分为快速、慢速和稳定3个阶段,受煅烧温度和煤矸石掺量影响较大,同时徐变变形与时间存在相对较高的相关性.     

增钙煤矸石-水泥复合体系的水化性能研究

通过增钙热活化对宜兴煤矸石进行活性处理,并将其制成活化煤矸石-水泥体系.采用比强度法对活化煤矸石的火山灰效应进行评定,结果表明:生石灰掺量为20％,煅烧温度为1050℃时,活化煤矸石的火山灰效应较高.通过Ca(OH)2剩余量和化学结合水量的测定,分析活化煤矸石-水泥体系的水化程度,并采用X射线衍射分析,差热分析,红外光...     

不同激发剂对烧煤矸石活化的研究

单独用Ca（OH）2对烧煤矸石进行激发，所得材料的各个龄期的强度均很低。向该体系中引入一定比例的盐类（CaCl2、Na2SO4、NaCO3），在一定程度上提高了材料的早期和后期抗压强度。其中引入CaCl2的效果最好。对几种体系的水化产物进行XRD分析可知，3种盐类对基准体系的激发能力为CaCl2〉Na2SO4〉Na2CO3。基准体系（烧煤矸石＋氢氧化钙）＋CaCl2体系水化28d的红外光谱图中由于Si-O-Si非对称伸缩振动引起的吸收峰移向了更低的波数。表示有较多的Si被Al所取代，体系的水化产物聚合度高一些。     

煅烧煤矸石添加量对陶粒支撑剂力学性能的影响

可燃性气体的开发以及固体废弃物的再利用是响应国家低碳清洁发展、能源战略转型的重要举措。本文采用煅烧处理的煤矸石作为添加剂制备陶瓷颗粒支撑剂,通过调控支撑剂的原料配比,获得力学性能较好的材料,提升材料支撑岩层裂隙的结构强度,实现煤层气的高效开采。结果表明,煅烧煤矸石组分的适量添加可有效提高陶粒支撑剂抗破碎强度,其中42 MPa闭合压力下破碎率最低为3.66%,52 MPa闭合压力下破碎率最低为7.97%。通过观察界面腐蚀后的陶粒支撑剂微观形貌以及分析结构中的元素成分比例,发现材料中α-Fe₂O₃的均匀分布促进支撑剂中玻璃相的产生,提升了陶粒基体的结构致密性;同时α-Fe₂O₃晶粒在形核长大的过程中,由于间隙填补作用产生的微观应力对材料结构起到再次强化的效果,显著提升陶粒支撑剂的力学性能以及抗破碎能力。     

煅烧煤矸石粉对混凝土工作性和强度的影响

将小于5 mm方孔筛的未燃煤矸石颗粒以不同温度、不同粉磨时间为间隔取点煅烧及粉磨,分别以30％取代水泥,以胶砂强度较高者确定煤矸石最佳的煅烧温度和粉磨时间.在此基础上采用正交试验,研究煅烧煤矸石粉、粉煤灰和矿粉复掺的相容性及对混凝土工作性和强度的影响.结果表明,清河门矿未燃煤矸石最佳煅烧温度750℃、最佳粉磨时间3 min;煅烧煤矸石粉、粉煤灰和矿粉之间的不同品种复掺对混凝土拌合物工作性影响特别显著,对7d强度影响显著,对28 d强度影响不明显.而掺量比例对工作性和28 d强度影响不明显,对7d强度有一定影响.煅烧煤矸石粉与粉煤灰复掺的相容性最好,二者复合使用,既能改善混凝土拌合物工作性,又能保证混凝土7d和28 d强度.     

煤矸石对水泥水化性能的影响

研究了煤矸石的种类、掺量以及化学激发剂对水泥水化性能的影响.煤矸石种类对水化性能有影响.化学激发剂促进煤矸石的早期水化,提高其反应程度.并对激发剂的激发机理做了探讨.     

低水胶比水泥基材料后续水化的研究进展

低水胶比水泥基材料的孔隙率低,力学性能、耐久性能和抗冲击性能优异。然而,低水胶比水泥基材料中的自由水含量低且可供水化产物沉淀的空间有限,限制了水泥颗粒的水化反应,导致其内部存在大量未反应的胶凝材料。本文阐述了水泥的后续水化过程及机理,综述了后续水化对低水胶比水泥基材料微观结构、体积稳定性和强度等方面影响的研究进展。最后对目前低水胶比水泥基材料后续水化研究中存在的一些问题进行了总结和展望,旨在为低水胶比水泥基材料的长期稳定性研究和应用提供理论依据。     

Na2SO4对煅烧煤矸石的激发效应

利用TG-DSC、XRD、等温量热计、SEM、Ca(OH)2含量测定等方法,比较研究了掺与不掺Na2SO4时煅烧煤矸石水泥早期水化过程中的Ca(OH)2含量、水化放热速率、水化产物及其形貌、浆体力学强度的差别,分析了Na2SO4对水泥早期水化过程中煅烧煤矸石的激发作用.结果表明,掺入Na2SO4后,水泥试样在水化减速期早期阶段的水化放热速率高,二次水化产物形成的时间早.这反映出Na2SO4对水泥中煅烧煤矸石有明显的激发效应.其外,水泥浆体试样中Ca(OH)2含量明显降低,水泥水化加速期延续的时间短,水化放热速率高;结果还表明,在水化早期,掺Na2SO4的煅烧煤矸石水泥有较多的CSH凝胶和AFt,较少的Ca(OH)2.