粉煤灰基地聚物水泥固化重金属和放射性废物研究现状及发展趋势

安全有效地处置重金属废物和放射性废物是世界各国关注的问题，也是现代经济可持续发展的重要保证。粉煤灰基地聚物水泥具有优良的性质，在固化重金属和放射性废物方面有很好的前景。文章概述地聚物水泥及其反应过程、水化产物，着重阐述粉煤灰基地聚物水泥固化重金属放射性废物的研究进展，并论述了当前存在的主要技术问题。     

钙铝质原料对六铝酸钙多孔陶瓷性能的影响

以氢氧化铝、氢氧化钙、氧化铝和碳酸钙为原料在不同温度下烧结合成六铝酸钙多孔陶瓷,研究钙铝质原料、烧结温度对六铝酸钙性能的影响,结果表明:采用氢氧化铝和氢氧化钙合成的CA6性能最优.其最佳的烧结温度为1 500℃,可以合成显气孔率达60%、体积密度为1.55 g/m3的六铝酸钙多孔陶瓷.     

缓释型萘系减水剂的合成及性能

通过共沉淀法将萘系减水剂插入MgAl-LDH层间制得一种缓释型萘系减水剂。通过XRD、IR对插层产物进行了分析,用紫外分光光度计对插层产物的缓释性能及缓释机理进行了考察。结果表明:萘系减水剂插层后,MgAl-LDH的XRD特征衍射峰向小角度移动,层间距从原来的0.76 nm增大到1.06 nm;红外图谱在1 035.6和1 123.1 cm-1处出现了萘系减水剂中—SO3基团的吸收峰,且MgAl-LDH中NO3-基团的吸收峰明显减弱;由此说明萘系减水剂已经进入了MgAl-LDH层间。在H2O和Na2CO3中考察了其缓释性能和机理,结果表明,产物具有明显的缓释性能,且释放速率较大的初期符合一级动力学方程,其缓释机理主要为客体阴离子与介质中CO32-的离子交换过程。水泥净浆流动度测试表明,相比商品萘系减水剂,它有明显的缓释效果。     

粉刷石膏的保水性研究

分别研究以柠檬酸、柠檬酸与普通硅酸盐水泥复合物作缓凝剂,调节粉刷石膏的凝结时间,并对比2种缓凝体系对石膏抗折、抗压强度的影响。比较不同保水剂(聚乙烯醇、羧甲基纤维素)以及相同量的保水剂在不同工艺流程下保水效果的区别。探索了有机和无机保水剂对粉刷石膏保水性的影响。结果表明,柠檬酸与普通硅酸盐水泥的复合缓凝剂比单纯的柠檬酸更能有效地延缓建筑石膏的凝结,同时建筑石膏的抗折、抗压强度降低幅度减小。     

大掺量磷渣水泥的凝结硬化特性与力学性能

结合XRD、SEM等微观测试手段,从磷渣粉磨特性出发,实验研究了磷渣细度、磷渣掺量等因素对中热硅酸盐水泥凝结硬化性能的影响,测定了磷渣水泥胶砂的力学性能,并分析了其变化规律。     

含钛高炉渣制备钛硅铝复合溶胶及其性能研究

以攀钢公司废弃的高炉含钛矿渣为原料,采用碱熔法,通过高温煅烧、溶解和离子交换等工序,制备了富含TiO2-SiO2-Al2O3的复合溶胶。研究了碱用量、煅烧温度、保温时间等工艺参数对溶胶性能的影响;应用紫外-可见分光光度计测定了复合溶胶的光催化性能。结果表明:在碱与矿渣比为0.96,1 100℃保温120 min的条件下可制备TiO2-SiO2-Al2O3复合溶胶。溶胶在pH值为2.0、甲基橙溶液的初始浓度为10 mg/L、光照时间为80 min时,溶胶对甲基橙的降解效率可达到98.4%。     

用普通水泥制备泡沫混凝土基体材料的研究

以普通硅酸盐水泥作基材制备泡沫混凝土,为了与泡沫的稳定时间相匹配,研究采用在普通水泥中掺入一定量的高铝水泥和碳酸锂来调整水泥浆的凝结时间.研究表明,掺入8%的高铝水泥,初凝时间20 min,加入高铝水泥2%的碳酸锂后,初凝时间仅12 min.XRD、孔结构分析表明:在普通水泥中碳酸锂,有LiH(AlO2)2·5H2O沉淀物生成,加速了铝酸钙的水化,但水化3 d浆体有害孔数量增加.     

超细粉煤灰对水泥与高效减水剂相容性的影响

利用电厂低品位热能为动力,对低等级粉煤灰进行粉碎,通过对掺高效减水剂的水泥净浆流动度及流动度损失的测定,研究不同细度的磨细灰对水泥与高效减水剂相容性的影响.采用Zeta电位试验分析了超细粉煤灰细度对水泥浆体带电性能的影响.试验结果表明:超细粉煤灰对水泥和高效减水剂的相容性有明显的改善作用;粉煤灰细度越小效果越好,但过度细化会对相容性产生负面效应.不同细度的粉煤灰在去离子水中的Zeta电位值不同,粉煤灰所带电荷的绝对值越大,分散均化能力越强.     

磷渣的粉磨动力学研究

采用500mm×500mm试验球磨机对磷渣进行了粉磨动力学的研究,导出了磷渣的粉磨速度方程.试验结果表明:磨后粉体的比表面积、特征粒径与粉磨时间的对数或双对数呈线性关系;球磨不适合粉磨高比表面积(试验条件下应小于440 m2/kg) 的磷渣.     

活性粉末混凝土的试验研究

通过在普通混凝土的基础上采用去除大骨料、同时掺加活性材料硅粉和高效外加荆等手段,最大限度地减少材料内部的微裂缝和缺陷而制成超高强、高韧性、耐久性和体积稳定性良好的水泥基复合材料RPC.试验得到RPC最佳配合比为:砂胶比1.10,硅灰:石英粉0.938,石英粉:水泥=0.40,砂:石英粉=1.75,减水剂:水泥=0.06,90℃热水养护3d强度高达142MPa;同时考察了砂胶比、减水剂掺量、硅灰与石英粉比以及不同的养护制度等因素对RPC力学性能的影响,配制出了强度大于200MPa的RPC.