高铝煤矸石活化及在灌浆料中的应用研究

以内蒙古某地高铝煤矸石为研究对象,采用胶砂强度法研究了其最佳热活化条件,并将活化后的煤矸石分别取代水泥和掺合料硅灰应用于水泥基灌浆料中。结果表明,该高铝煤矸石的最佳热活化温度为800℃;活化高铝煤矸石替代水泥基灌浆料中的水泥时,可使其流动度下降,但替代其掺合料硅灰时,可使其流动度增加;活化高铝煤矸石无论是替代灌浆料中的水泥还是硅灰,均可使灌浆料的凝结时间缩短;活化高铝煤矸石替代灌浆料中的水泥时,对初期强度不利,但7d后强度均有不同程度提高,活化高铝煤矸石替代灌浆料中的硅灰时,可提高其强度,取代率越大,提高幅度越大,完全取代效果最好。     

热激活煤矸石的火山灰活性试验研究

煤矸石的活性较低,通过煅烧可以使煤矸石的活性得到较大程度的提高。比较了不同煅烧温度与不同煅烧方式的煤矸石水泥的胶砂强度,用SEM及XRD分析了活化煤矸石的形貌及晶格转变,试验表明煅烧能够提高煤矸石的火山灰活性,经600～800℃煅烧煤矸石的活性较高;煤矸石煅烧后产生的偏高岭石是煤矸石活性的主要来源。     

煤矸石火山灰活性的评价

采用抗压强度法、离子溶出法、结晶度法等对不同活化煤矸石的火山灰活性进行评价。研究结果表明,未煅烧及不同温度煅烧活化煤矸石均具有火山灰活性,600～800℃煅烧煤矸石的火山灰活性较大。采用NaOH溶出法测得的活性Al2O3和活性SiO2的含量之和与煤矸石的PAI（Pozzolanic Activity Index）值呈现出良好的线性关系,这可能为发展一种评价煤矸石火山灰活性的快速方法提供理论依据。     

竖窑煅烧煤矸石的火山灰活性初探

研究了利用石灰竖窑煅烧煤矸石的火山灰活性.结果表明,煅烧煤矸石可作为水泥的混合材而大量利用.     

煤矸石的机械-热力复合活化研究

借助于X-射线衍射分析、激光粒度分析、宏观力学性能测试等手段,对煤矸石进行了系统的机械-热力复合活化研究,研究结果表明:采用机械-热力复合活化,煤矸石中的活性来源矿物高岭石转变为偏高岭石的温度明显低于纯高岭石的转变温度。机械-热力复合活化的煅烧温度、粉磨时间参数对掺煤矸石水泥早期强度的影响不大,但对后期强度有较大影响。在保持细度相同的情况下,对于煤矸石的热力活化存在最佳活化温度;在相同的热力活化制度条件下,对于煤矸石的机械活化存在最佳机械粉磨时间。在相同的热力活化制度、相同的粉磨时间条件下,采用“先混后磨”的粉磨方式优于“先磨后混”。     

煤矸石热活化技术及其活性评价探讨

煤矸石的活性激发是煤矸石作为胶凝材料使用的关键问题,如何激活煤矸石潜在活性是煤矸石资源化利用面临的难题。介绍了煤矸石的物理化学特性,结合煤矸石利用现状及国内外在煤矸石活性激发方面的新技术,从成分转变的角度,对煤矸石的热活化技术进行分析,同时讨论了煤矸石活化处理过程中出现的活性评价问题,进而提出煤矸石活化利用的建议。     

用于特制耐火混凝土的高铝水泥的活化

本文研究了提高高铝水泥水化活性的可能性。在这种水泥中,Al_2O_3/CaO摩尔比很大,目的是使之保持良好的粘结性能,并采用无水硫铝酸钙(C_4A_3S)作为其胶凝性能的活化剂。由于大量减少了氧化钙的含量,高铝混凝土可以获得良好的耐火性能。     

矿粉活化效果数值分析比较

在对矿渣、粉煤灰采用磨细活化、表面活化的基础上 ,本文对其结果采用数值计算比较 ,对活化效果作出了较明快的对比。     

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。     

热激发煤矸石活性影响因素研究

全面探讨了煤矸石的产出地理条件、地质年代、化学组成、矿物成分、高岭石含量及其结晶程度、热激发工艺制度等因素对热激发煤矸石活性的影响.结果表明:我国北方热激发煤矸石的活性普遍高于南方热激发煤矸石;随着地质年代由老到新,不同地质年代的热激发煤矸石活性呈马鞍状特征变化;煤矸石化学组成与其活性的相关性受地域分布的控制;煤矸石中高岭石的含量与其活性正相关,而高岭石的结晶程度与其活性负相关;在煤矸石的热激发过程中,煅烧温度、恒温时间、冷却方式三者之间存在着最佳的匹配关系.     

自燃煤矸石活性研究

通过对铜川自燃煤矸石进行分拣、粉碎、过筛,利用X射线荧光光谱仪、等离子体发射光谱仪、X射线衍射（XRD）仪、同步热分析仪对铜川自燃煤矸石进行检测.研究了不同矿物以及成分对煤矸石活化性能的影响,并通过抗压强度法对自燃煤矸石活性进行了验证.结果表明：铜川煤矸石在自燃过程中形成的活性物为无定形SiO2,κ Al2O3和无定形Al2O3,其结晶度的高低决定了自燃煤矸石活性的高低,同时自燃过程中煤矸石的疏松程度也会影响其活性.通过测定Si4+,Al3+溶出量及利用XRD分析结晶度可以快速测定自燃煤矸石的活性.     

热活化与机械力活化对煤矸石胶凝性的影响

用X射线衍射(XRD)、热分析(TG-DSC)、扫描电镜(SEM)等方法,研究了热活化、机械力活化及未活化煤矸石水泥的胶凝性能.结果表明,热活化能显著改善煤矸石的胶凝性,对热活化煤矸石再进行机械力活化能进一步提高其胶凝性;活化煤矸石可为熟料水化产物的形成提供成核基点从而加快熟料早期的水化;煤矸石水泥浆体中Ca(OH)_2含量由熟料析出Ca(OH)_2与煤矸石吸收Ca(OH)_2的能力竞争决定.此外,煅烧煤矸石中活性Al的存在,会增加水化产物中钙矾石(AFt)的含量.分析指出,热活化是煤矸石活化的必要条件,而机械力活化是其充分条件.     

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.     

富铝煤矸石碳热还原氮化合成Fe-Sialon复相材料的研究

采用富铝煤矸石、铁精矿粉、焦炭为原料,经过碳热还原氮化在1 400～1 550℃保温4h条件下合成Fe-Sialon复相材料。利用XRD、SEM和EDS检测手段研究合成温度、焦炭添加量对富铝煤矸石碳热还原氮化的影响。结果表明：①制备得到了Fe-Sialon复相材料,所得产物的主要物相为β-Sialon和Fe3Si;②反应温度为1 400、1 450、1 550℃时,焦炭添加量对产物物相的影响较大。焦炭添加为理论量或过量10%时,所得产物中莫来石、Fe3Si相为主晶相,次晶相为X-Sialon或α-Al2O3,均没有β-Sialon相生成;当焦炭过量大于50%时,X-Sialon作为过渡相向β-Sialon转变,有利于β-Sialon相的生成;③1 500℃下合成的Fe-Sialon复相材料中,β-Sialon为主晶相,其发育成不是很完善的棱柱状晶体。在β-Sialon相周围分散的球状颗粒为Fe3Si相,颗粒直径1～2μm。在本试验条件下,合成Fe-Sialon复相材料的适宜温度为1 500℃,焦炭适宜添加量为理论添加量和焦炭过量10%。     

煤矸石在道路基层材料中的应用

本文针对煤矸石的工程性质,简要论述了煤矸石作为道路基层材料的指标和煤矸石道路基层强度的形成机理;对石灰、水泥、石灰和粉煤灰稳定煤矸石性能进行了比较;并就煤矸石作为道路基层材料存在的问题,提出其在工程应用方面的注意事项。     

煤矸石混凝土抗折强度试验研究

以榆神矿区煤矸石为粗骨料,通过288个棱柱体抗折强度试验,分析了煤矸石含碳量、煤矸石取代率及水灰比对煤矸石混凝土抗折强度的影响.结果表明：当不同矿源煤矸石含碳量由0.91%增加至2.09%时,煤矸石混凝土抗折强度降低了21.1%～32.6%;与普通混凝土相比,不同煤矸石取代率下煤矸石混凝土抗折强度降低了20.5%～47.5%;当水灰比由0.25增加至0.45时,煤矸石混凝土抗折强度降低了8.0%～15.3%.综合考虑了煤矸石含碳量和煤矸石取代率的影响,提出了适用于不同矿源煤矸石混凝土抗折强度的预测公式.     

酸浸法提取煤矸石中氧化铝的动力学分析

本文以煤矸石、某浓度硫酸为原料,对硫酸浸取煤矸石中的Al2O3反应动力学进行了研究。酸浸法提取煤矸石中的Al2O3是一个液—固非催化反应过程,对反应过程的动力学模型进行预测、验证,结果表明该反应过程符合未反应收缩芯模型。在该模型基础上通过控制化学反应的条件,建立反应动力学方程。