自燃煤矸石活性对水泥砂浆性能的影响

利用X-射线荧光光谱仪、X-射线衍射仪以及强度法对自燃煤矸石的活性进行了研究,将自燃煤矸石部分替代水泥制备成水泥砂浆,研究自燃煤矸石活性、用量对水泥砂浆性能的影响。结果表明,煤矸石中在自燃过程中形成的活性物为α-石英、无定形SiO2、κ-Al2O3和无定形Al2O3。自燃煤矸石的疏松程度会影响其活性;晶相结晶度的高低决定自燃煤矸石活性的高低;自燃煤矸石活性越高,其水泥基复合材料体系强度越高。     

自燃煤矸石作活性掺合料配制高强混凝土的试验研究

自燃煤矸石具有火山灰活性,粉状的自燃煤矸石常温下就可与碱或碱性盐发生化学反应,生成具有水硬胶凝性能的化合物。以自燃煤矸石粉部分取代水泥配制混凝土,测定其坍落度、抗硫酸盐侵蚀性能和力学性能。结果表明：掺入自燃煤矸石粉的混凝土流动性能有所改善,抗硫酸盐侵蚀能力增强,混凝土的强度随煤矸石取代水泥量的增加而减小,取代量在20％以下时,其强度下降辐度很小。利用磨细自燃煤矸石取代20％水泥,加入适量减水剂,可以配制C60级高强混凝土。     

基于山东某煤矸石的热活化机理研究

针对山东某煤矸石,采用X射线衍射、扫描电镜分析,热重分析,研究其热活化机理;结合煅烧过程中的颜色转变定义煤矸石的热活化率。结果表明：煅烧煤矸石的活性主要源自层状高岭石结构向多孔无序的偏高岭石的转变,并受到其中残余碳量的影响;相关性分析表明热活化率能很好地评价该煤矸石的活性激发程度。     

自燃煤矸石轻集料混凝土的性能研究

针对铁法大量堆积自燃煤矸石的处理,对铁法自燃煤矸石进行性能测试,并配制了干表观密度分别为1800kg/m3、1500kg/m3、1300kg/m3的轻集料混凝土,并对硬化后的混凝土进行力学性能、耐久性能的研究。结果表明,用铁法自燃煤矸石可作为轻集料,其配制的轻集料混凝土有优良的性能,可用于预制混凝土制品的生产中。     

自燃煤矸石在水泥混凝土中应用研究

将自燃煤矸石材料分别用作水泥混合材和混凝土骨料,测试分析了自燃煤矸石作为水泥混合材对所配水泥需水比、活性指数等的影响;以及自燃煤矸石作为混凝土骨料对混凝土强度、干燥收缩、抗渗性能的影响;为自燃煤矸石的合理应用提供了很好的理论基础。     

自燃煤矸石集料含硫量抑制研究

用自燃煤矸石集料制作混凝土 ,常常遇到硫含量偏高 ,导致钢筋锈蚀 ,从而影响煤矸石混凝土的推广应用。本文针对这一问题 ,介绍了加水预湿冲洗、掺入 0 2 %硅酸钠溶液和加入外加剂的措施抑制硫含量的方法。     

自燃煤矸石集料混凝土力学性能的研究进展

煤矸石作为我国排量最大的工业废渣之一,在一定条件下,煤矸石部分或全部转化成自燃煤矸石,将自燃煤矸石作为混凝土的集料既可解决实际工程问题,又可阻止天然砂石过度开采造成的环境污染问题,满足绿色可持续发展的战略要求。综述了自燃煤矸石集料混凝土的研究进展,分析了自燃煤矸石取代率、附加水用量、预湿时间、矿物掺合料等因素对混凝土力学性能的影响,进而成功实施自燃煤矸石资源化的目标。     

自燃煤矸石水泥水化及强度发展的研究

本文应用X射线分析和扫描电子显微镜技术研究了在常温和蒸汽养护条件下自燃煤矸石水泥水化和强度发展。该研究为自燃煤矸石水泥的应用提供了实验和理论依据。     

自燃煤矸石粗骨料特性及其对混凝土性能的影响

在系统掌握自燃煤矸石粗骨料基本特性的基础上,研究了不同取代率下自燃煤矸石粗骨料混凝土的拌和物和易性,以及混凝土强度、弹性模量、破坏特征和应力-应变曲线,并通过界面过渡区微观表征了自燃煤矸石粗骨料混凝土的微结构特征.结果表明:与天然碎石相比,自燃煤矸石粗骨料的表观密度小、吸水率高、压碎和坚固性指标大;随着自燃煤矸石粗骨料取代率递增,混凝土拌和物的坍落度和混凝土的表观密度、弹性模量递减,塑性有一定程度改善,轴压纵向劈裂破坏形态越发明显;取代率小于50%的自燃煤矸石粗骨料对混凝土的内养护作用比其自身强度低的影响更为显著,使混凝土界面过渡区更为密实,抗压强度有一定幅度的提高;当取代率大于50%后,因自燃煤矸石粗骨料自身缺陷增多而导致混凝土强度有所下降.     

钢纤维增强自燃煤矸石轻集料混凝土试验研究

针对煤矸石占用大量耕地并对矿区生态环境造成的污染问题,参照国标,对辽宁省阜新市高德矿排放的自燃煤矸石进行了化学组成、耐久性及有害物质含量、物理力学性能的检测,发现其各项指标均满足国家对轻集料标准的要求.为此,将自燃煤矸石破碎作轻粗集料、钢纤维作增强材料,设计了5组钢纤维掺量的混凝土试件,进行了拌和物工作性及均质性,硬化后抗压强度、劈拉强度和抗折强度的试验,并且以试验结果为样本,建立了钢纤维掺量与混凝土强度之间的定量关系式.研究结果表明,当钢纤维掺量小于2%(体积分数)时,随钢纤维掺量增加,自燃煤矸石轻集料混凝土的抗压?劈拉和抗折强度都有不同程度的提高,其中以抗折强度的增长最为显著.另外,对上述现象进行了机理分析.     

自燃煤矸石粗集料取代率对混凝土断裂韧性的影响

通过跨度和初始缝高比恒定的三点弯曲梁试验,计算不同自燃煤矸石粗集料取代率下混凝土的断裂韧度和断裂能,用特征长度和延性指数来衡量其脆性与延性.基于图像处理技术,在水平投影方向对断裂面混合粗集料的分布及破坏方式进行分析.通过三维重构断裂面形貌计算相应分形维数,用以表征粗集料表面粗糙度.结果表明:自燃煤矸石粗集料混凝土的弯曲破坏特征与普通混凝土相似,但随着取代率的增大,裂缝发展路径由弯曲扩展向竖直扩展转变,贯穿截面所用时间变短;韧性参数皆随取代率增大而降低,但降幅不同,当取代率为25%时,特征长度及延性指数与普通混凝土持平,之后随取代率增大而下降,当取代率达到100%时,起裂断裂韧度、失稳断裂韧度和断裂能较普通混凝土分别下降11.69%、39.04%、47.86%.取代率变化对混合粗集料与断裂带净面积水平投影之比影响不明显,但对混合粗集料断裂破坏比例影响显著.随着取代率的增大,分形维数逐渐降低,断裂面形貌渐趋平整.自燃煤矸石粗集料对混凝土断裂性能产生明显不利影响,断裂特征较普通混凝土显著,在工程中应予以高度重视.     

基于RSM-CCD的自燃煤矸石粉-水泥砂浆配比优化

基于响应曲面法中的中心复合试验法(RSM-CCD)设计13组试验,以自燃煤矸石粉细度和掺量为影响因素,研究其对混合砂浆流动性、不同水化龄期抗压强度和抗折强度的影响.结果表明：自燃煤矸石粉细度和掺量对砂浆流动性和强度影响显著,特别是两者交互作用对砂浆抗折强度的影响极为显著,对抗压强度的影响随着水化龄期的延长而递增,所建立的回归模型相关系数(R²)大于0.96,表明模型的合理性和拟合性较好;当自燃煤矸石粉细度为8.00μm、掺量为15.49%时,砂浆流动度为182 mm,28、56 d抗压强度为43.8、50.2 MPa,抗折强度为8.4、8.7 MPa;自燃煤矸石粉具有微集料和活性效应,可以作为混凝土掺合料.     

自燃煤矸石骨料在预拌混凝土中的应用研究

用自燃煤矸石取代天然砂石配制预拌混凝土,研究了自燃煤矸石骨料附加水及预湿时间对预拌自燃煤矸石骨料混凝土工作性和强度的影响,并在此基础上,研究了这种预拌混凝土的抗氯离子渗透性能和抗冻性能.结果表明:控制好自燃煤矸石骨料的附加水及预湿时间,在外加剂及掺合料的共同作用下,预拌自燃煤矸石骨料混凝土的坍落度、坍落度经时损失、强度等级、抗氯离子渗透性能及抗冻融性能均满足GB/T 14902—2003规定的质量标准.     

煤矸石的机械-热力复合活化研究

通过X-射线衍射分析、扫描电镜分析、激光粒度分析、宏观力学性能测试等手段,对煤矸石进行了机械-热力复合活化研究。结果表明,机械-热力复合活化煤矸石的活性主要来源于煤矸石中粘土矿物的受热分解及玻璃化,煅烧温度对其活性影响较大。北京地区煤矸石的最佳煅烧温度为900℃。粉磨时间对煅烧煤矸石细度影响较大,从而对活性的影响也较大,但到一定的细度后粉磨效率会变低,综合考虑粉磨效率及活化效果,可得到一最佳粉磨时间。     

煤矸石在不同酸溶液中的溶出特征研究

模拟酸雨环境,用不同pH值溶液浸泡东胜煤矸石(D CG)、薛家湾煤矸石(X CG)、乌海煤矸石(W CG)和对照集料(AGG),测定浸泡液的pH值和煤矸石的质量损失率,并采用X射线衍射XRD进行成分测定和结晶分析,探讨煤矸石被酸化腐蚀的机理.结果表明：浸泡液pH值的主要影响因素有浸泡时间、固液比、试样化学成分、浸泡溶液的酸度,在1d内浸泡液pH值的变化幅度最大,之后趋于稳定;固液比越大,pH值变化越大;D CG和AGG酸性浸泡液的pH值变化规律一致,X CG和W CG的变化规律相似;各样品在酸性浸泡条件下的质量损失率较大的主要原因是其晶体结构遭到了不同程度的破坏,同时也使其抗剪强度降低.     

复合矿化剂作用下增钙煤矸石的活化效果研究

以江苏宜兴煤矸石为主要研究对象,掺入钙质材料后,在自配复合矿化剂作用下高温煅烧成活化煤矸石,采用X射线衍射(XRD)和红外吸收光谱(IR)对其结构特征进行了分析,并对其胶凝性能进行了试验.结果表明:在复合矿化剂作用下,于1 000～1 100℃下煅烧而成的活化煤矸石中有CA生成,在低活化条件(1 000℃,保温0.5,1.0h)下,有CS,Ca3Al10O18生成,活化温度升高至1 050℃并保温0.5h时,Ca3Al10O18消失,在此温度下延长保温时间至1.0h时,CS消失,[Ca4 (Al2O4)]3生成.各活化煤矸石的胶凝性能不同,其中以1 050℃下保温0.5h煅烧而成的活化煤矸石对水泥净浆抗压强度影响最大,将其以30％(质量分数)替代水泥后,体系28 d的净浆抗压强度可达70.16 MPa.     

用煤矸石炉渣取代天然砂的混凝土性能研究

采用煤矸石炉渣等量替代天然细集料,制备了掺煤矸石炉渣的水泥混凝土.结果表明:在混凝土中用一定量的煤矸石炉渣替代天然砂,可配制出强度等级为50MPa以上的混凝土,其28d抗压强度和耐久性能均高于同配合比的基准混凝土;随着煤矸石炉渣掺量的增加,混凝土坍落度降低;掺煤矸石炉渣水泥混凝土的体积安定性满足国家标准.