养护制度对粉煤灰水化产物的影响

以粉煤灰、生石灰为原料,利用水热合成方法研究了粉煤灰制品在蒸养(在80℃下养护10 h)、蒸压(分别在120、140、160、180℃下养护6 h)两种养护条件下水化产物的矿物组成和微观形貌。利用SEM、XRD、TG-DSC对水化产物的矿物组成和微观形貌进行了表征。结果表明:粉煤灰在不同养护制度下的水化产物种类和形貌有显著变化。蒸汽养护条件下,粉煤灰颗粒表面除了有卷箔状水化硅酸钙外,还有团絮状水化硅酸钙和板状水化石榴石生成;蒸压养护条件下,随着反应温度的升高,卷箔状水化硅酸钙的宽度收缩,结晶度逐渐提高,在160℃时,出现了片状的托贝莫来石。     

粉煤灰加气砼的水化产物及其结构的研究

用扫描电镜研究了粉煤灰加气砼中各种水化产物的微观形态 ,对高、低温度蒸养的粉煤灰加气混凝土中水化物的种类和微观结构进行了观察分析。结果表明 :低温养护水化产物较少 ,结构疏松 ;高温蒸养水化产物较多 ,结构密实     

粉煤灰对ASR的抑制及有效性评估

以中国快速砂浆棒法为基础，分别研究了在40，60，80℃养护条件下低钙粉煤灰对硅质砾石、沸石化珍珠岩和石英玻璃碱硅酸反应(alkali silica rection,ASR）膨胀的抑制作用。讨论了集料碱活性、养护温度对粉煤灰抑制ASR效果的影响和建立粉煤灰及其它矿物外加剂抑制ASR有效性评估方法的技术路线和问题。结果表明：粉煤灰抑制ASR的效果与集科碱活性和养护温度密切相关。一定养护温度下，集科活性越大，抑制效果越差；对特定活性集料，养护温度越高，抑制效果越差。粉煤灰对不同集料和同种集料不同养护温度下ASR膨胀抑制效果差异，主要与ASR历程有关，即与集料ASR本身特性有关。特定集料和养护条件下粉煤灰对ASR膨胀的抑制效果不能简单推广至其它种类不同的集料和养护条件。粉煤灰抑制ASR有效性应根据工程评价目的和要求分别确定。快速评估方法的结果与混凝土长期性能之间的相关性需进一步研究。     

养护条件对粉煤灰基地质聚合物变形行为的影响

为阐明不同养护条件下粉煤灰基地质聚合物的变形机制和合理评价地质聚合物中ASR安全性,分别研究了常温和38℃湿气养护(＞95％R.H.)、80℃1 mol/L NaOH溶液浸泡及150℃10％ KOH溶液压蒸等养护条件对粉煤灰基地质聚合物变形行为的影响,并采用XRD、SEM研究了产物的组成和微观结构.结果表明:地质聚合物试体在不同养护条件下的化学反应和变形显著不同;(1)无外碱介质介入时,地质聚合物试体在所测龄期内均收缩.升高温度可加快地质聚合反应速率,缩短地质聚合产物结构达到稳定的时间;(2)高温养护和外碱介入,促进地质聚合产物由凝胶向沸石转变,可补偿聚合过程伴随的收缩,甚至呈现总体膨胀.采用适于OPC体系的高温、高碱快速检测AAR的检测方法评价地质聚合物体系的碱集料反应时需考虑基体的变形.     

高温养护条件下现代混凝土水化、硬化及微结构形成机理研究进展

高温养护会使水泥基材料水化过程和内部微结构发生显著变化,但由于现代混凝土组分复杂,其高温养护条件下早期水化、硬化及微结构形成机理仍存在众多疑惑.本文首先对纯水泥浆体在不同养护温度条件下的水化速率、水化程度、水化产物、孔结构、强度发展规律进行了回顾;然后针对现代混凝土掺加多种矿物掺合料的特点,分别对粉煤灰、矿渣、硅灰复合水泥基材料在高温条件下的水化机理进行归纳.     

早期高温养护对粉煤灰基自密实混凝土性能的影响

为研究早期养护条件对粉煤灰基自密实混凝土(SCC)性能的影响规律,采用不同掺量(30％、40％、50％、65％)的粉煤灰取代等量的水泥胶凝材料制备SCC.将其放置在标准养护箱中养护24h或在蒸养机中以60℃和90℃的温度养护24 h,之后全部取出放入自来水中养护,分析不同早期养护条件对粉煤灰基SCC力学性能的影响,探讨粉煤灰基自密实混凝土力学性能之间的关系.对不同龄期下的粉煤灰基SCC进行微观测试,包括扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)测试,通过微观形貌及能谱分析解释粉煤灰基SCC的宏观工作性能和力学性能.研究表明,粉煤灰掺量增加对SCC的早期抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量存在明显的负作用,而早期高温养护能够显著提高粉煤灰基SCC的早期力学性能.结合实际工程需求,粉煤灰基SCC运用于预制构件的生产具有可行性.     

煅烧活化粉煤灰对镓酸浸效果的实验研究

通过高温煅烧法对粉煤灰进行活化,采用酸浸法浸取活化后粉煤灰中的镓。研究了煅烧条件（助剂种类、助剂含量、煅烧温度、煅烧时间）对粉煤灰中镓的浸出效果的影响。采用X射线衍射表征粉煤灰以及不同煅烧条件下所得产物的物相组成,用ICP测定了浸取液中的镓的含量。研究结果表明：在3种助剂（碳酸钠、碳酸钙和氧化钙）中,碳酸钠是粉煤灰活化的最优助剂;碳酸钠与粉煤灰的质量比为1.5∶1、煅烧温度为800 ℃、煅烧时间为120 min时,粉煤灰中镓的浸出量（质量分数）为5.262×10-5。     

大掺量低等级粉煤灰活性粉末混凝土的配制实验

研究了低等级超细粉煤灰的掺量以及低等级原状粉煤灰取代石英粉在不同水胶比条件下对RPC强度和流动度的影响及高温养护对强度和微观结构的影响。结果表明：当掺入低等级超细粉煤灰及用原状粉煤灰取代石英粉,RPC具有较好的力学性能和工作性能。在高温养护条件下,不掺纤维时抗压强度达到199．8MPa。     

加碱煅烧活化粉煤灰工艺参数研究

研究了以碳酸钠为助剂活化粉煤灰的煅烧工艺。采用滴定法测定不同煅烧条件（煅烧温度和煅烧时间）所得活化粉煤灰溶解在氢氧化钠溶液中的硅、铝浓度,并采用X射线衍射（XRD）表征不同煅烧条件（灰碱质量比）所得活化粉煤灰的物相组成,得出粉煤灰较佳煅烧工艺参数：煅烧温度为875 ℃,保温时间为1.5 h,粉煤灰与碳酸钠的质量比为1∶0.87。煅烧后的产物主要以可溶性的硅铝酸钠（NaAlSiO₄）和硅酸钠（Na₂SiO₃）为主,原粉煤灰中的石英、莫来石基本消失,粉煤灰得到充分活化。     

不同养护条件对大掺量粉煤灰混凝土抗碳化性能试验研究

通过加速碳化试验,系统研究了不同养护条件和粉煤灰掺量的大掺量粉煤灰混凝土碳化规律.并利用扫描电镜和压汞法研究了大掺量粉煤灰混凝土碳化前后的微观形貌和孔结构变化.结果表明:经标准养护后的粉煤灰混凝土的抗碳化能力大于经自然养护后的粉煤灰混凝土的抗碳化能力;随着粉煤灰掺量的增加,混凝土抗碳化能力减小;标准养护下粉煤灰混凝土孔隙率相比于其在自然养护下的孔隙率降低了19.6％;碳化后浆体密实度增加,孔径细化,孔隙率降低31.4％.     

氧化镁微膨胀水泥-粉煤灰胶凝材料的膨胀性能及孔结构特征

研究低钙粉煤灰对氧化镁微膨胀水泥的膨胀性能与水泥石孔结构的影响。粉煤灰强烈抑制氧化镁膨胀,粉煤灰的质量分数大于20％左右时,氧化镁膨胀几乎被完全抵消。粉煤灰降低早期强度,但随着龄期的增长,粉煤灰使强度增加的作用逐渐体现,对较长龄期的强度而言,适当掺人粉煤灰反而是有利的,如粉煤灰掺量高达35％时,其3a强度比纯水泥的还高。粉煤灰能促使水泥石孔隙细化,适当掺人粉煤灰可以改善氧化镁微膨胀水泥的水泥石孔结构。     

飞灰快速水化团聚颗粒的热态磨耗研究

利用热态磨耗实验台研究快速水化团聚颗粒在流化床中热态条件下的磨耗特征.研究表明,飞灰团聚用水量、添加剂用量和流化速度是影响飞灰团聚颗粒磨耗速率大小的关键因素.随着流化速度的降低和添加剂用量的提高,团聚颗粒的磨耗速率降低.飞灰团聚用水量在40%左右时,团聚颗粒磨耗速率最低.亦即在上述条件下团聚颗粒在流化床中停留时间相对较长,进而飞灰碳降低的幅度和自由氧化钙的利用率可能较大.     

Determination of atomistic deformation of tricalcium silicate paste with high-volume fly ash

We examined the effect of incorporating high-volume fly ash on the atomic arrangement and interatomic deformation behavior of calcium silicate hydrates in tricalcium silicate paste upon exposure to external forces. The interatomic structural changes and strains under compressive load were assessed using synchrotron in situ high-energy X-ray scattering-based atomic pair distribution function analysis. Three different types of strains, which were (a) macroscopic strains from gauges on the surfaces of specimen, (b) strains in a reciprocal space (Bragg peak shift), and (c) strains in real space (PDF peak shift), were compared to each other. All monitored and calculated strains for tricalcium silicate-fly ash (50 wt% fly ash) paste were compared with the counterparts of the pure tricalcium silicate paste. Pair distribution function analysis in the range of r < 10 Å indicated that the atomic arrangement of tricalcium silicate-fly ash was similar to that of synthetic calcium silicate hydrates followed by that of pure tricalcium silicate paste. Moreover, the pair distribution function refinement results revealed that the calcium silicate hydrate structure in tricalcium silicate-fly ash paste was similar to tobermorite 11 Å, unlike that in pure tricalcium silicate paste. The interatomic strain of tricalcium silicate-fly ash in the real space (r < 20 Å) was smaller than that of tricalcium silicate under compression, which suggested that the incompressibility of calcium silicate hydrates at atomistic scale was enhanced by the incorporation of fly ash into it. This was likely to be caused by the increased silicate polymerization of calcium silicate hydrates, which was attributed to the increase in the amount of silicate in their structure via the addition of fly ash.     

磨细矿物掺合料对水泥硬化浆体孔结构及砂浆强度的影响

采用压汞法研究了钢渣、矿渣、粉煤灰单掺或复掺对水泥硬化浆体孔结构的影响.同时还研究了掺合料单掺或复掺对水泥砂浆抗压强度的影响.结果表明:掺合料单掺或复掺对早期水泥硬化浆体的孔结构有一定的劣化作用;水化后期,矿渣与钢渣均明显降低了水泥硬化浆体的孔隙率,矿渣与粉煤灰均明显降低了水泥硬化浆体的中值孔径并改善了水泥石的孔径分布,掺合料复掺对改善水泥硬化浆体的孔结构有积极作用,尤其是掺合料三元复合可取得最佳的效果.3种掺合料降低水泥硬化浆体孔隙率能力的大小顺序为:矿渣>钢渣>粉煤灰.3种掺合料降低水泥硬化浆体孔径并改善孔径分布能力的大小顺序为:矿渣>粉煤灰>钢渣.掺合料降低了水泥砂浆早期的抗压强度,却增加了水泥砂浆90 d的抗压强度.掺合料的活性大小顺序为:矿渣>钢渣>粉煤灰.     

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。     

Mineralogical Characterizations and Reaction Path Modeling of the Pozzolanic Reaction of Fly Ash–Lime Systems

Mineralogical studies show that fly ash–lime systems without NaOH produced Al-rich calcium silicate hydrates and a small amount of ettringite. The presence of NaOH accelerates the pozzolanic reaction of fly ash. Fly ash–lime systems with NaOH produced Al-rich calcium silicate hydrates, calcite, meixnerite, and NaX-type zeolite (or zeolite precursor) after 28 days of reaction time. Carbonation of alkali-activated fly ash–lime systems call for specific studies. The experimental work was supplemented with reaction path modeling, which provided a quantitative procedure to decipher the chemical nature of fly ash hydration and cementitious system formation.     

粉煤灰基混凝剂的制备及在大麻废水中的应用

采用酸溶法以粉煤灰为基础原料 ,通过添加一定量的硫铁矿烧渣 ,制备成粉煤灰基复合混凝剂 ,确定了最佳工艺条件 .实验结果表明 ,影响混凝剂制备的主要因素是粉煤灰与硫铁矿渣的质量比、酸用量、浸取时间和温度 .此混凝剂对大麻废水中 CODcr去除率达 88% ,色度去除率可达 96.6%以上 ,具有沉淀快和污泥体积小等优点 .     

Synthesis and characterization of calcium–alumino-silicate hydrates from oil shale ash – Towards industrial applications

The influence of the alkaline medium on the hydrothermal activation of the oil shale fly ash with NaOH and KOH was studied using SEM/EDX, XRD, ²⁹Si and ²⁷Al high-resolution MAS-NMR spectra. In the presence of NaOH the silicon in the original fly ash was completely converted into calcium–aluminum–silicate–hydrates, mainly into 1.1 nm tobermorite structure during 24-h treatment at 160 °C. At similar reaction conditions, the activation with KOH resulted only to the formation of amorphous calcium–silica-hydrate gel on the surface of ash particles at temperature. The results obtained in this study indicate that the oil shale fly ash can be used for production of Al-substituted tobermorites when strongly alkaline media (NaOH) is applied. The synthesized product was used in a catalytic d-lactose isomerization reaction.     

炭化秸秆与改性粉煤灰联合吸附吡唑酮废水中铵盐

前期试验研究和采用X衍射仪(XRD)表征改性粉煤灰和炭化秸秆结构比较发现,6 mol.L-1的NaOH改性粉煤灰和无氧下650℃炭化的秸秆吸附性较好。通过它们联合吸附吡唑酮废水中的铵盐试验结果表明,最佳吸附工艺为炭化秸秆与改性粉煤灰的质量比为1.25:3.0,吸附温度为50℃,振荡频率120 r.min-1,饱和吸附时间4 h,吡唑酮废水中铵盐去除率为95.31%以上,表明炭化秸秆与改性粉煤灰是一种很好的吡唑酮废水的处理剂。