新型放射性废物固化胶凝材料浆体对锶铯的吸附研究

研究了富铝碱矿渣粘土矿物复合胶凝材料、碱矿渣水泥、矿渣硅酸水泥浆体对＾９０Ｓｒ、＾１３７Ｃｓ的吸附作用。研究表明：富铝碱矿渣粘土矿物复合胶凝材料中的粘土矿物材料的种类、掺量对吸附比有较大的影响,该材料浆体对＾９０Ｓｒ、＾１３７Ｃｓ的吸附性能优于碱矿渣水泥,硅酸盐水泥以及矿渣硅酸盐水泥。     

碱矿渣复合胶凝材料固化Sr 2+的效率及机理

通过浸出率试验、SEM及吸附试验,研究了碱矿渣复合胶凝材料固化Sr2＋的效率,分析其固化机理。结果表明,碱矿渣复合胶凝材料固化Sr2＋的效率受碱种类、碱当量以及矿物掺合料的影响。在3.0%~6.0%范围内,随着碱当量的增加,碱矿渣复合胶凝材料固化Sr2＋的效率逐渐提高;Na2O当量相同时,水玻璃作碱组分的胶凝材料固化Sr2＋的效率优于NaOH作碱组分的胶凝材料;硅藻土部分替代矿渣所得胶凝材料固化Sr2＋的效果优于高岭土、沸石粉,且随着硅藻土掺量的增加,固化基体对Sr2＋的固化效果逐渐增强。其原因为硅藻土对Sr2＋的吸附效果较好并能有效改善固化基体的微观结构。     

无机矿粉对碱激发碳酸盐胶凝材料性能的影响

研究了矿渣、粉煤灰和偏高岭土时碱激发碳酸盐胶凝材料的强度、抗渗性能以及凝胶时间的影响，探讨了该材料浆体的流变特性。研究表明：1)矿渣可大幅度提高该材料的强度和抗渗性能，但会显著缩短凝胶时间；偏高岭土有利于强度的提高，但时抗渗性能和凝胶时间的影响不显著；粉煤灰时这些性能的影响均不显著；2)无机矿粉复合后，可使材料28d的抗压强度达43MPa以上，抗渗压力达1.5MPa以上；3)该胶凝材料的浆体为宾汉型流体；4)该胶凝材料中掺加粉煤灰，其浆体的流动性优于掺加矿渣和偏高岭土的浆体流动性。     

海水侵蚀龄期对掺加盐结晶抑制剂的水泥-矿渣复合浆体微结构的影响

通过XRD、SEM、NMR等测试手段,研究了水泥-矿渣浆体在海水侵蚀环境下水化程度、C-A-S-H凝胶微结构以及含Al相水化产物组成的演变。研究表明:海水侵蚀会导致水泥-矿渣浆体“脱铝”;并使胶凝浆体微结构发生演变,力学性能退化;另外对浆体的水化程度有促进作用。而盐结晶抑制剂的掺入可削弱海水侵蚀对胶凝浆体C-A-S-H凝胶的脱铝作用;改善因海水侵蚀造成的胶凝浆体微结构演变;并对胶凝浆体在海水侵蚀下水化程度增加有抑制作用。     

碱矿渣胶凝材料的研究与发展

本文综述了近年来关于矿渣结构的新观点、碱激发矿渣的机理、碱矿渣胶凝材料的水化、碱激发荆及缓凝荆的选择、碱矿渣胶凝材料的性能及应用．并指出了碱矿渣胶凝材料研究与应用的热点问题。     

碱矿渣胶凝材料的研究与发展

本文综述了近年来关于矿渣结构的新观点、碱激发矿渣的机理、碱矿渣胶凝材料的水化、碱激发剂及缓凝剂的选择、碱矿渣胶凝材料的性能及应用,并指出了碱矿渣胶凝材料研究与应用的热点问题。     

花岗岩石粉与矿物掺合料对胶浆氯离子结合性能的影响

以外掺花岗岩石粉的方式,研究机制砂引入的石粉对胶凝材料浆体氯离子结合性能的影响规律,对比研究矿物掺合料(粉煤灰、矿渣粉分别单掺、复掺取代一定量水泥)对浆体氯离子结合性能的影响.通过改变石粉掺量以及矿物掺和料的掺量,研究掺量对浆体氯离子结合性能的影响.结果表明,对于纯水泥胶浆或者复掺粉煤灰和矿粉的胶浆,掺入一定量的花岗岩石粉后,胶浆的氯离子结合总量、化学结合量和物理吸附量均高于未掺石粉的基准样,且复掺粉煤灰和矿渣粉的胶凝材料浆体的氯离子结合性能优于纯水泥浆体.单掺入30%~50%的粉煤灰或矿渣粉均能改善胶浆的氯离子结合性能,且矿渣粉对胶浆氯离子结合性能的改善作用优于粉煤灰.     

赤泥-粉煤灰-矿渣碱激发胶凝材料性质的研究

以赤泥、粉煤灰、矿渣等工业废渣为主要原料制备碱激发胶凝材料,通过正交实验找出了赤泥、矿渣和粉煤灰的最佳配比。当赤泥与粉煤灰比例为3∶1、矿渣的掺量为40%、12%硅酸钠促硬剂为0.12A、减水剂为0.7%时,所制备的碱激发胶凝材料力学性能较好。用蒸压养护制度可得出性能最优的碱激发胶凝材料。赤泥-粉煤灰-矿渣碱激发胶凝材料具有一定的耐酸碱盐腐蚀性、耐高温性能和良好的抗冻性能;吸水率由高到低依次为:水泥、净浆试体、胶砂试体Ⅰ(灰砂比为2∶1)、胶砂试体Ⅱ(灰砂比为1∶1)。X-射线衍射分析表明:在碱激发胶凝材料中生成了大量的铝硅酸盐和钙硅酸盐的复合反应产物,如:莫来石(K2O.Na2O.H2O、Al6Si2O13)、托勃莫来石和C-S-H、C2-S-H凝胶产物等。该类材料不仅具有类似有机聚合物的完整岛状结构及链状结构,还能与矿物颗粒表面的[SiO4]4-和[AlO4]4-四面体通过脱烃基作用形成化学键;来源于原料中Ca(OH)2的C-S-H凝胶多生成于水泥水化的C-S-H凝胶孔隙之中,从而大大提高了结构密实度,是其获得高强度的直接原因。     

模拟高盐、高碱中低放废液水泥固化体的浸出性能

针对高盐、高碱中低水平放射性废液的特性,研究了掺合料的种类、掺量对水泥固化体Sr^2＋,Cs^＋的浸出性能的影响。结果表明,矿渣和粉煤灰同时掺入,对降低Sr^2＋的浸出率较为明显;沸石、凹凸棒石的掺入,对降低Cs^＋的浸出率显著。当硅酸盐水泥：矿渣：粉煤灰：沸石：凹凸棒石=4：2：2：1：1时,42dCs^＋的累积浸出率仅为未含掺合料时的15．2％。浸出液的电导率表明,矿渣、粉煤灰、沸石、凹凸棒石的掺入对废液中的可溶性盐固化有利。用掺有矿渣、粉煤灰、沸石、凹凸棒石的硅酸盐水泥固化模拟高盐、高碱中低水平放射性废液时,固化体中Sr^2＋,Cs^＋的浸出率可以满足GB14569．1—2011的要求。     

NaOH-nNa_2SiO_2激发制备碱-双渣胶凝材料研究

研究了采用 ＮａＯＨ－ｎＮａ２ＳｉＯ３激发制备碱－双渣胶凝材料的方法和技术途径。结果表明：将固体碱激发剂、矿渣、高钙粉煤灰渣三种原料按一定比例混合入磨进行粉磨,制备得到的碱－双渣胶凝材料 ２８ ｄ强度达到 ３０～６０ ＭＰａ。凝结时间正常;这种胶凝材料生产成本低,性能优良,是一种环保的新型胶凝材料。     

碱激发碳酸盐矿-矿渣复合作用及机理的研究

采用无活性的锆英石分别等体积替代碱激发碳酸盐矿-矿渣胶凝材料（AACSCM）中的碳酸盐矿和矿渣，通过胶砂强度试验考察了在AACSCM材料中碳酸盐矿与矿渣的复合作用，进而通过净浆硬化体的孔溶液成分分析研究了其复合作用机理。结果表明：在硅酸钠溶液碳酸盐矿-矿渣体系反应的后期，矿渣、碳酸盐矿与硅酸钠溶液之间具有显著的协同效应。其机理是：在反应后期，由矿渣自身解体提供的Ca^2＋、Mg^2＋等的数量已不足，而Al^3＋则有较多剩余，此时，碳酸盐矿的溶解提供了所需的Ca^2＋和Mg^2＋，促进了矿渣进一步解体，而矿渣解体需要更多的（Ca^2＋和Mg^2＋，反过来又加速了碳酸盐矿的溶解，如此反复，使得整个体系的反应程度有较大提高，材料的强度和抗渗性能等得到显著改善。     

模拟含~(90)Sr,~(137)Cs放射性废物的地聚物固化体制备及性能

为实现含~(90)Sr~(2+)、~(137)Cs~+放射性废物的地聚物固化处理,研究综合考虑粉煤灰含量、矿渣含量、偏高岭土含量、粉煤灰粒度、碱激发剂模数、碱固比及水固比对地聚物性能的影响,设计了七因素三水平的正交实验,并通过抗压实验获得了28d抗压强度最佳的地聚物配方及制备工艺。同时,以所得最佳地聚物配比及制备条件为依据,将含Sr~(2+)、Cs~+稳定同位素的CsCl和Sr(NO_3)_2分别作为放射性~(90)Sr~(2+)和~(137)Cs~+的模拟替代物质,设计了固溶CsCl和Sr(NO3)2质量分数为1%~9%的模拟放射性废物地聚物固化体配方,并对所得固化体的抗压强度、抗冻融、抗冲击和抗高温等性能进行了综合研究。     

铝硅酸溶胶—MgSiF6—H3PO4系统注入固化材的凝集特性

研究了ＭｇＳｉＦ６，Ｈ３ＰＯ４及其加入量对铝硅酸溶胶的凝集特性影响，结果表明：在铝硅酸溶胶中加入ＭｇＳｉＦ６和Ｈ３ＰＯ４都会使溶胶系统的胶凝时间缩短，而ＭｇＳｉＦ６和Ｈ３ＰＯ４的加入量对凝胶强度的影响有－最佳范围。ＭｇＳｉＦ６和Ｈ３ＰＯ４的加入量对铝桂酸溶胶的凝集特性影响的本质是由ｐＨ的变化引起的，而ＭｇＳｉＦ６的加入降低了液相中的Ａｌ＾３＋浓度，消除了Ａｌ＾３＋的絮凝作用，从而使溶胶得以正常胶凝     

聚合铝改性磷石膏基超硫矿渣胶凝材料制备与性能研究

以硫酸盐为主要激发剂,辅以少量硅酸盐水泥激发矿渣,破坏矿渣玻璃体的空间结构,促进矿渣水化,研制出一种低污染环境友好型胶凝材料——磷石膏基超硫水泥。使用新型活性聚合铝为添加剂解决超硫水泥早期强度较低、凝结时间长的问题。对活性聚合铝改性超硫水泥的凝结时间、长期力学性能作了研究;使用水化热、XRD、SEM等测试技术分析其改性提升机理。研究结果表明:掺入活性聚合铝可显著加快超硫水泥早期水化速率,促进胶凝材料水化,提高硬化胶凝材料密实度。     

基于水膜厚度假设分析磨细高炉矿渣对水泥浆性能影响

为探索磨细高炉矿渣对水泥浆性能及其水膜厚度的影响,研究测量了30组不同水胶比、不同磨细高炉矿渣掺量的水泥–;矿渣复合浆体的流动性能、黏聚性和抗压强度.为探索浆体的流变性能控制机理,进一步测量了5组不同磨细高炉矿渣掺量水泥–;矿渣复合浆体的填充密度,并基于填充密度测量结果计算出各浆体试样配比的水膜厚度,探索水膜厚度对水泥–;矿渣复合浆体流变性能的影响.实验结果表明,适量磨细高炉矿渣的掺入能提高浆体的流动性能和抗压强度,黏聚性些许减弱,最优配比磨细高炉矿渣掺量为5%,此时水泥–;矿渣复合浆体综合性能最好.磨细高炉矿渣掺入能提高胶凝材料的填充密度,水膜厚度为流动性主要控制因素,水泥浆的流动性能随水膜厚度增大而增大.     

新型无机高分子絮凝剂—聚合硅酸铝的研制及应用

聚合硅酸铝是一类性能优良的无机高分子絮凝剂。以水玻璃,硫酸铝,硫酸为原料,通过考察不同ＰＨ值条件下硅酸溶液的胶凝时间,Ａｌ＾３＋与ＳｉＯ２摩尔比等因素对ＰＳＡＡ产品应用性能的影响,确定了ＰＳＡＡ的最佳合成条件为ＰＨ３－４,Ａｌ＾３＋与ＳｉＯ２摩尔比０．８－１．２,活化时间３０－５０ｍｉｎ。     

高岭土-CaO-矿化剂体系的物相变化规律及其胶凝性(上)

详细研究了高岭土－ＣａＯ－矿化剂（ＣａＣｌ２、ＣａＦ２、ＣａＳＯ４）体系在水热预处理过程中和预处理产物在煅烧过程中的物相变化规律，并研究了煅烧产物的胶凝能力与组成，矿化剂种类和煅烧温度之间的关系，作者认为控制适当的化学组成和选用复合矿化剂能有效控制非活性矿物Ｃ２ＡＳ的形成，有利于提高煅烧物的胶凝能力。     

水泥与偏高岭土地聚物砂浆碱骨料反应对比研究

为减少环境污染,近年来对碱激发胶凝材料的研究逐渐增加,而目前研究大多集中在地质聚合物机理方面,较少涉及其碱骨料反应。本文试图探究高温高碱环境下,碱激发胶凝材料砂浆与传统水泥砂浆碱骨料反应的不同,以推进碱激发胶凝材料的工程应用。通过测量试件不同龄期长度变化,研究掺不同骨料的水泥砂浆和偏高岭土基地聚物砂浆在高温高碱溶液中的变形行为,同时采用XRD、SEM等微观手段分析二者不同龄期产物的组成和微观结构。研究结果表明：地聚物与水泥的碱骨料反应历程存在明显区别,地聚物中不会发生严重的碱骨料反应,工程中能使用碱活性强的骨料;地聚物浆体最终形成(类)沸石结构,其笼式结构能吸附和固溶大量有害碱,能适应海工等强腐蚀性环境。     

NaOH—nNa2SiO3激发制备碱—双渣胶凝材料研究

研究 采用NaOH-nNa2SiO3激发制备碱-双渣胶凝材料的方法和技术途径,结果表明：将固体碱激发剂、矿渣、高钙粉煤灰渣三种原料按一定比例混合入磨进行粉磨制备得到的碱-双渣胶凝材料28d强度达到30-60MPa,凝结时间正常;这种胶凝材料生产成本低,性能优良,是一种环保的新型胶凝材料。     

高岭土—CaO—矿化剂体系的物相变化规律及其胶凝性（上）

详细研究了高岭土－ＣａＯ－矿化剂（ＣａＣｌ２、ＣａＦ２、ＣａＳＯ４）体系在水热预处理过程中和预处理产物在煅烧过程中的物相变化规律，并研究了煅烧产物的胶凝能力与组成，矿化剂种类和煅烧温度之间的关系，作者认为控制适当的化学组成和选用复合矿化剂能有效控制非活性矿物ＣａＡＳ的形成，有利于提高煅烧物的胶凝能力。