磷石膏煅烧制备复合胶凝材料的研究

采用磷石膏为主要原材料,与适量活性炭和粉煤灰混合后煅烧分解,制备新型高强复合胶凝材料.通过正交试验研究煅烧温度、保温时间、活性炭和粉煤灰掺量对新型胶凝材料中三氧化硫含量和抗压强度的影响.结果表明:当煅烧温度为1200℃,保温时间为30 min,活性炭掺量为10％,粉煤灰掺量为5％时,所制得胶凝材料的3d、28d抗压强度分别为46.35 MPa、92.70 MPa.该条件下,新型胶凝材料中三氧化硫含量为11.60％,煅烧过程中形成C2S、C3S及C3A等具有活性的矿物成分,28 d水化产物中出现氢氧化钙和钙矾石.与磷石膏制硫酸联产水泥工艺相比,该方法能耗低,工艺流程简单,熟料抗压强度高,可作为磷石膏资源化利用的新途径.     

热活化铅锌尾矿基碱激发胶凝材料的制备及性能

以铅锌尾矿为主要原料,添加由矿渣、钢渣、氟石膏混合而成的辅助胶凝材料,以水玻璃和氢氧化钠为碱激发剂制备铅锌尾矿基碱激发胶凝材料。通过正交试验,探讨了水玻璃模数、水玻璃掺量及尾矿与辅助胶凝材料质量比对胶凝材料抗压强度的影响,并得出最佳原料配比。通过800 ℃、1 000 ℃、1 200 ℃的热处理,制备热活化铅锌尾矿基碱激发胶凝材料,并测试其性能。采用X射线衍射谱、傅里叶红外光谱和扫描电子显微镜对热活化前后尾矿和胶凝材料进行分析表征。结果表明,当水玻璃模数为1.8,水玻璃质量掺比为0.15,尾矿与辅助胶凝材料质量比为7 ∶3时,胶凝材料28 d抗压强度可达到20.68 MPa。胶凝材料内部形成大量水化硅酸钙(C-S-H)与硅铝多聚物构成三维网状结构,覆盖在尾矿晶体表面形成致密整体。当热活化温度为1 000 ℃时,胶凝材料28 d抗压强度达到28.05 MPa。热活化后的尾矿内部结构疏松,利于硅铝质在碱性条件下解聚,同时使得反应体系中生成了更多硅铝多聚体,取代了二聚体为主的C-S-H凝胶,为胶凝材料提供了更优良的抗压强度和早硬特性。此外胶凝材料对Pb、Zn重金属的固定作用极好,大幅降低了尾矿重金属Pb、Zn的毒性浸出浓度,有效解决了尾矿中重金属对周围环境的危害问题。     

矿渣及脱硫石膏-粉煤灰复合胶凝材料的试验研究

研究了不同的煅烧温度及保温时间对脱硫石膏-粉煤灰新型复合胶凝体系抗压强度的影响.在此基础上引入矿渣,研究矿渣及其掺量时脱硫石膏-粉煤灰复合胶凝体系的影响,并通过掺加矿物激发剂和化学激发剂对其改性.对较优配比的复合胶凝材料进行XRD与SEM研究,分析了其水化产物的成分与形貌.最后,对复合胶凝材料的基本性能进行检测.结果显示,适当的脱硫石膏的煅烧温度与保温时间、适宜掺量的矿渣、矿物激发剂与化学激发剂均能提高复合胶凝体系的强度;经改性的复合胶凝材料具有较好的性能.     

铜渣基磷酸盐胶凝材料的力学性能与微观结构

磷酸盐胶凝材料力学性能好，制备工艺简单，为资源化利用铜渣提供了新的途径。本文以铜渣和磷酸二氢钠(NaH₂PO₄)为原料制备了磷酸盐胶凝材料，采用电子万能试验机、X射线粉末衍射仪及扫描电子显微镜研究了原料配合比和养护条件对铜渣基磷酸盐胶凝材料抗压强度、物相和微观形貌的影响，并采用同步热分析仪考察了磷酸盐胶凝材料的热稳定性。结果表明，原料配合比对磷酸盐胶凝材料的力学性能和微观结构有重要影响，适当提高养护温度有利于强度发展。当NaH₂PO₄/铜渣质量比为0.30、水/(NaH₂PO₄+铜渣)质量比为0.15、60℃下养护7 d时，铜渣基磷酸盐胶凝材料抗压强度高达54.70 MPa。铜渣基磷酸盐胶凝材料优异的力学性能源自铜渣中铁橄榄石(Fe₂SiO₄)与NaH₂PO₄反应生成的致密无定形结构相。铜渣基磷酸盐胶凝材料热稳定性较好，空气气氛下467℃开始被氧化分解，无定形结构相发生...     

赤泥基胶凝材料的制备与性能研究

以赤泥、粉煤灰为主要胶凝材料,掺入适量激发剂(石灰)和脱硫石膏,制备了性能优异的赤泥基胶凝材料,并优化了配合比,研究了赤泥基胶凝材料的力学性能、体积稳定性和抗渗性.研究表明赤泥掺量65％,粉煤灰掺量20％,石灰掺量10％,脱硫石膏掺量5％时赤泥基胶凝材料的28 d抗压强度达到3.4 MPa,劈裂抗拉强度达到1.11 MPa.而赤泥掺量65％,粉煤灰掺量25％,石灰掺量5％,脱硫石膏掺量5％时,赤泥基胶凝材料的28 d干燥收缩为115×10-6 m,28 d温度收缩在-20～40℃ 范围内最小为40×10-6 m/℃,空气渗透系数为9.79×10-10 cm/s,抗水渗透系数为1.02×10-6 cm/s.研究表明在适量掺加石灰和脱硫石膏,有利于提高粉煤灰的水化,提高结构密实度,提高了赤泥基胶凝材料的力学性能、体积稳定性和抗渗性.     

脱硫石膏-粉煤灰复合胶凝体系强度的改性研究

脱硫石膏是燃煤电厂、炼油厂等排放的二氧化硫采用脱硫净化工艺技术处理所得的一种工业废石膏。研究了脱硫石膏不同的煅烧温度及保温时间对脱硫石膏-粉煤灰新型复合胶凝体系抗压强度的影响，并在此基础上采用矿物激发剂与化学激发剂对该复合体系进行改性，结果显示：适当的脱硫石膏煅烧温度与保温时间、适宜掺量的矿物激发剂与化学激发剂均能提高复合胶凝体系的强度。因此，这些方法郜是改善脱硫石膏-粉煤灰复合胶凝材料性能的有效措施.     

发泡混凝土的影响因素分析

发泡混凝土是以水泥为主要胶凝材料,基于双氧水发泡工艺制成的一类轻质多孔的保温材料。试验研究水温、粉煤灰掺量、稳泡剂掺量和发泡剂掺量四个因素分别对发泡混凝土制备的影响。结果表明:适宜制备工艺的搅拌水温为32℃左右;粉煤灰的最佳掺量为胶凝材料总量的40%;稳泡剂掺量为1%;基于成本、发泡效果以及试块的成型效果,发泡剂掺量为3%和3.5%。     

环保节约型碱激发建筑胶凝材料制备试验

为减少建筑材料的成本消耗,提出利用矿渣粉制备建筑用的碱激发胶凝材料。工艺优化结果表明,选择模数为1.55的水玻璃溶液为碱激发剂,掺入38%的煤矸石,得到的胶凝材料性能最佳。同时经过200℃煅烧后,胶凝材料抗压强度上升至20MPa;经过0.4mol/L的硫酸、氢氧化钠浸泡后,材料的强度下降,说明该胶凝材料在耐酸碱性方面还需进一步提升。     

煤矸石胶凝材料的试验研究

采用煤矸石活化料、矿渣和熟料作为主要原料,外掺复合激发剂来制备煤矸石胶凝材料。研究了煤矸石活化料掺量、石膏掺量以及激发剂对煤矸石胶凝材料性能的影响;并借助XRD和SEM分析了其水化机理。试验结果表明:煤矸石活化料掺量为60%时,煤矸石充填胶凝材料的3 d、7 d和28 d抗压强度分别达到了15.2 MPa、22.8 MPa和35.5 MPa;石膏掺量为4%时,煤矸石充填胶凝材料的3 d、7 d和28 d抗压强度分别达到了15.7 MPa、24.4 MPa和37.8 MPa;复合激发剂最佳掺量为5%,煤矸石充填胶凝材料的3 d、7 d和28 d抗压强度分别达到了27.5 MPa、35.4 MPa和55.4 MPa。     

赤泥/粉煤灰免烧矿物聚合物材料的制备和强度

以赤泥、粉煤灰为主要原料,采用水玻璃作为碱激发剂,制备出一种具有较高早期强度的免烧成矿物聚合物胶凝材料.通过实验初步探讨了碱激发剂对该矿物聚合物强度发展的影响.利用合适配比的赤泥/粉煤灰胶凝材料作为基质原料,用细沙作骨料,制成了一种赤泥/粉煤灰基矿物聚合物免烧材料.当赤泥的加入量在60%~70%范围时,各组试样的3 d抗压强度均在10 MPa以上,符合非承重墙体建筑材料的强度MU10级要求.同时本文还对该矿物聚合物材料中胶凝反应机理进行了初步探讨.     

镍渣基泡沫玻璃的制备及其性能研究

以镍渣和废玻璃作为主要原料,使用Na2CO3为发泡剂,采用模具装填法来烧制泡沫玻璃.研究了镍渣的掺量、发泡剂掺量、发泡温度和发泡时间对泡沫玻璃的气孔结构和相关力学性能的影响.研究表明:镍渣掺量减少,Na2CO3掺量增加和发泡温度的升高,均会降低泡沫玻璃的体积密度,提高样品的平均气孔直径;镍渣掺量对泡沫玻璃的组成成分和晶体种类没有明显的影响;以20%镍渣和80%玻璃粉为主料,5%~7%Na2CO3为发泡剂,在发泡温度870 ℃下保温60 min,可以制备出气孔率为85.14%,体积密度为0.3715 g/cm3,抗折强度为2.062 MPa,平均气孔直径在3.13 mm的镍渣基泡沫玻璃.     

利用磷渣制备复合材料研究

采用工业固体废弃物磷渣作为主原料制备复合材料,研究了氢氧化钠(NaOH)用量(%)、硅酸钠(Na2SiO3)用量(%)、水(H2O)用量(%)、胶集比(C/S)以及压制压力对复合材料性能的影响。研究结果表明以活化磷渣作为胶凝粉体,以原状磷渣作为集料进行复合,并通过湿热养护工艺可制备出综合性能比C60混凝土、天然石材、蒸压砖更优异的复合材料。     

炭化条件对竹炭结构与吸附性能的影响

以毛竹为原料,利用可控温电阻炉在不同温度和缺氧条件下对毛竹进行炭化,并通过FT-IR、元素分析、BET分析探讨竹材炭化物的组成和微孔尺寸以及孔径分布随炭化温度的变化规律。通过对不同炭化温度的竹炭对水中乙酰甲胺磷的吸附性能研究,考察炭化温度对竹炭吸附性能的影响。结果表明:500℃竹炭开始出现特有的微孔结构,随着温度的升高比表面积增加,800℃时竹炭的比表面积最大;随着炭化温度的升高吸附性能逐渐增强,在900℃炭化3 h的竹炭对乙酰甲胺磷的去除率可以达到88.3%。     

碱激发磷渣地聚物复合胶凝材料的制备及其力学性能研究

以磷渣为原料,通过改变磷渣粉磨时间以及碱激发剂掺入量的方式,在蒸汽养护条件下,能够制备出具有较好力学性能的磷渣地聚合物胶凝材料.实验结果表明,碱激发剂为4.2%时,所制备的胶凝材料的力学性能最优,强度能够达到50 MPa;粒度和SEM分析表明,随着磷渣粉的细度提高,材料的力学性能得到进一步改善.玻璃电极法和XRD分析表明,随着体系碱性的增强,磷渣粉的活性不断增大、水化反应更充分,致使非结晶体的水化物转化为稳定的水化硅酸钙以及碱金属水化铝硅盐,从而形成力学性能优良的地聚复合胶凝材料.     

高铝粉煤灰提铝硅钙渣制备硅灰石微晶玻璃研究

以高铝粉煤灰提铝硅钙尾渣为主要原料,采用烧结法制备了硅灰石微晶玻璃。利用DTA、XRD和SEM分析方法研究了热处理制度、硅钙渣用量对微晶玻璃的晶化过程、显微结构及物化性能的影响。结果表明：核化时间与晶化时间的延长有助于硅灰石晶体的定向生长与紧密排列,对微晶玻璃的力学性能影响显著,而晶化温度与核化温度的影响则相对较小;随着硅钙渣的用量增加,微晶玻璃中硅灰石的析出能力增强,当其用量为70．98％,在800℃下核化热处理90 min,920℃晶化处理90 min时,可制备出单一晶相的硅灰石微晶玻璃。     

利用铁合金渣制备胶凝材料及其微观分析

铁合金渣是具有潜在水硬性和火山灰活性的物质,经物理激发、化学激发后可制备成高强度的胶凝材料.由于其富含 Al2O3,添加化学激发剂后,其生成物不仅有 C-S-H 凝胶,还有大量的钙矾石.本实验,通过一系列的激发手段,将其制备成强度达到了标号为 42.5R 的普通硅酸盐水泥强度要求的胶凝材料,并且采用X衍射、电镜等分析了 C-S-H 凝胶及钙矾石的生成过程.     

生物酶法制备白果微孔淀粉及其特性研究

以白果淀粉为原料,用生物酶降解的方法制备微孔淀粉,研究制备条件对白果淀粉成孔的影响。通过单因素和正交试验确定酶法制备白果微孔淀粉的最优工艺条件为：20g白果淀粉,酶种类为α-淀粉酶,酶用量2．0％,pH值5．5,酶解温度40℃,酶解时间18h,白果微孔淀粉的得率为92．5％,吸水率由102％提高到162％。采用扫描电子显微镜（SEM）和差示扫描量热仪（DSC）对白果微孔淀粉的颗粒结构和热特性进行分析,并将其与原白果淀粉进行比较。结果表明,制备的白果微孔淀粉表面有凹坑或孔洞,内部有空腔,其糊化温度范围（温差7．69℃）较原淀粉变窄（温差8．27℃）。焓变值为1．913J/g,较原淀粉无明显变化。     

优质高掺量黄磷渣水泥制备技术研究

本文研究了黄磷渣用作生料配料和水泥混合材时,黄磷渣掺量、粉磨工艺、入磨风温、助磨剂种类对水泥性能的影响。结果表明,生料中掺3.5%黄磷渣,控制合理的三率值,熟料性能良好;采用立磨单独粉磨黄磷渣较混合后球磨的工艺,水泥性能可明显改善;黄磷渣中P_2O_5和F含量会随入磨风温的升高而减少;采用0.01%TEA+0.01%TIPA助磨剂复配方案,制备的高掺量黄磷渣水泥性能良好。     

粉煤灰对碱激发矿渣/粉煤灰体系的作用机理研究

碱激发胶凝材料是以工业固体废弃物为原料制备的一种绿色无机胶凝材料,具有良好的力学性能与耐久性能。粉煤灰因其独特的球体微观结构与其他固废微粉存在本质区别,因此粉煤灰在碱激发胶凝材料体系中的作用机理亟待研究。以矿渣与粉煤灰为原料,利用碱激发剂制备胶凝材料,并对材料进行抗压强度测试,最后采用XRD、FTIR和SEM探究碱激发矿渣/粉煤灰体系的水化反应机理,研究粉煤灰对矿渣/粉煤灰体系的作用机理。结果表明:外掺3%(质量分数)NaOH作为碱激发剂,水固比为0.4时,随粉煤灰掺量减少,抗压强度呈现先上升后下降的趋势;m(矿渣):m(粉煤灰)为4:1时,28 d抗压强度达到峰值(37.1 MPa)。粉煤灰颗粒在不同龄期形成具有不同反应程度与尺寸的嵌入式微观结构,对材料力学性能起到不利影响;但粉煤灰的活化程度随龄期延长逐渐变大,对后期强度发展有持续贡献。碱激发矿渣/粉煤灰体系水化产物中含有Friedel盐、托贝莫来石、钙矾石、C-S-H/C-A-S-H凝胶,以及粉煤灰中残留的α石英相。随粉煤灰掺量增加,托贝莫来石生成量减少,钙矾石向Friedel盐转变,钙矾石生成量减少,Friedel盐生成量增多。