再生黏土砖粉-水泥胶凝体系的特性

为了实现废弃黏土砖的再生利用,通过物理球磨的方法制备出再生黏土砖粉,将其作为辅助性胶凝材料来取代部分水泥制备复合水泥浆体.采用量热仪、X射线衍射仪和热重分析仪研究了黏土砖粉掺量对复合胶凝材料体系的水化热、水化产物和热重性能的影响.实验结果表明:随着黏土砖粉掺量的增加,水泥水化累积放热量不断降低,当黏土砖粉掺量为40%时胶凝体系的3 d水化累积放热量可降低35.39%.XRD测试结果证明,随着养护龄期的增长,Ca(OH)_2逐渐与黏土砖粉中活性SiO_2和Al_2O_3发生火山灰反应,在龄期180 d时Ca(OH)_2的特征峰强度损失更大.DSC-TG定量分析确定了在90 d龄期后,黏土砖粉反应消耗了更多的Ca(OH)_2,使得胶凝体系中Ca(OH)_2含量减少.     

复掺不锈钢渣尾泥-矿渣对水泥水化性能的影响

探究不锈钢渣尾泥-矿渣对水泥水化性能的影响,既可解决废渣利用率低且污染环境问题,又能促进建材行业向绿色发展.首先研究了3种原材料的矿物组成和粒度组成,再将两种废渣复掺到水泥熟料中,发现当不锈钢渣尾泥掺量在10％ ～20％,矿渣掺量在10％ ～30％,两者任比例复掺到水泥熟料中,28 d抗压强度均超过了42.5 MPa.综合热分析定量发现两种废渣能相互激发活性,早期水化反应不明显,后期逐渐增强.微观分析发现试样水化产物主要是未水化的C2 S、C3 S和Ca(OH)2,少量的C-S-H凝胶和AFt晶体,并且后期Ca(OH)2的含量是影响强度的主要因素.     

超细矿渣粉对水泥水化的影响

通过X射线衍射试验,分析了超细矿渣的细度、取代量及龄期对水泥水化的影响.试验结果表明:与基准浆体相比,掺入超细矿渣粉28 d龄期水化样中Ca(OH)2晶体的衍射峰强度急剧下降,且消耗Ca(OH)2晶体的数量与水化样龄期及超细矿渣粉取代量和细度密切相关.掺P1000超细矿渣粉(比表面积实测值1 885 m2/kg)水泥水化速度非常快,3 d时二次水化反应已基本完成,从3 d到60 d Ca(OH)2的含量变化不明显;而且随着矿渣细度的增加和矿渣粉比表面积的增大,其吸收Ca(OH)2晶体的能力增强.但随着水泥水化产物中Ca(OH)2晶体数量的减少,C3S和C2S等熟料矿物水化并未加快,这与一般规律不符,还需结合其他实验手段进一步分析.     

矿渣硅酸盐水泥水化反应的理论模型与应用

提出了一种矿渣硅酸盐水泥水化反应的理论模型,考虑了矿渣成分、熟料成分、矿渣掺量、矿渣水化程度对其水化产物成分和微观结构的影响,可以定量地预测C-S-H凝胶的成分和浆体不同组份的相对比例.与普通硅酸盐水泥浆体相比较,矿渣硅酸盐水泥浆体最主要的差别是Ca(OH)2含量显著降低、C-S-H的钙硅比明显降低,同时孔隙率也不断增加.     

助磨剂对钢渣水泥粉磨效率及性能的影响

选用三异丙醇胺和市售助磨剂与复合助磨剂进行对比,在相同掺量、相同粉磨时间下通过分析钢渣水泥的细度及物理性能的变化,从微观和宏观相结合的角度对助磨剂的作用机制进行了探讨。结果表明:复合助磨剂能够很好地降低钢渣水泥的45μm筛余、提高粉体的均匀性指数。复合助磨剂没有改变钢渣水泥水化产物的种类,只是增加了水化产物的数量,加快了粉体矿物的水化进程,钢渣颗粒的活性得到较好的激发,C-S-H凝胶、Ca(OH)2晶体和钙矾石结合紧密,因此强度得到提高。     

生活垃圾焚烧炉渣集料的胶凝特征

为研究垃圾焚烧炉渣集料(BAA)的胶凝特征,以强度试验分析BAA的水硬性和火山灰活性,并采用X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析微观作用机理.结果表明,BAA含有水泥熟料矿物和活性SiO_2、Al_2O_3,体现出水硬性和火山灰活性特征.BAA中水泥熟料矿物遇水发生水化反应生成水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和Ca(OH)_2,活性SiO_2、Al_2O_3在Ca(OH)_2激发作用下发生火山灰反应生成C-S-H凝胶、水化硅铝酸钙等水化产物;BAA与水泥、水混合后,除上述反应外,活性Al_2O_3在硫酸盐激发下也发生火山灰反应生成钙矾石.BAA在水泥中的火山灰反应有一定延后性.湿法处理、长时间堆放BAA的胶凝活性分别较干法处理、短时间堆放BAA低.     

粉煤灰复合AF减水剂的微观作用机理研究

本文以 x 射线衍射、差热—失重、压汞测孔及扫描电镜试验为依据,论证了粉煤灰复合高效减水剂在水泥——水体系中,可加速水泥水化反应,激发粉煤灰的活性组份与水泥水化生产物 Ca(OH)_2发生二次水化反应,生成次生托勃莫来石微晶体,导致水泥石基体中石灰储备量降低,促进水化产物向低碱度的 C—S—H(Ⅱ)(Ⅲ)型转变,进而明显改善了水泥石的细观结构。提高了双掺混凝土的宏观性能。     

煤矸石水泥复合体系强度的化学激发

以正交设计实验法研究了Ca(OH)2、CaSO4.2H2O和NaOH等激发剂对煤矸石水泥复合体系早期强度的影响。结果表明:加入激发剂可以大幅度地提高煤矸石水泥复合体系的3天、7天早期强度;适当掺量的激发剂对复合体系的后期强度也有促进作用。依据实验结果,最佳的Ca(OH)2、CaSO4.2H2O和NaOH激发剂掺量分别为2.5%,4.0%,0.5%。另外,对激发剂对体系强度影响的机理进行了探讨。     

NS影响硅酸盐水泥性能的机理研究

利用XRD和SEM等现代检测手段,研究了纳米SiO2(NS)与P.Ⅰ型硅酸盐水泥均匀混合制成的纳米复合水泥的性能,探究水泥水化过程受NS影响的规律性.结果表明:NS的加入量和N型纳米复合水泥标准稠度的关系呈递增变化函数,且缩短其凝结时间;NS不仅对水化产物的形成有诱导作用,加速其水化过程,促进C-S-H凝胶生长和合理分布,而且还具有火山灰活性,与Ca(OH)2反应生成二次水化物,降低水泥砂浆骨料界面中的Ca(OH)2(CH)晶体取向程度,从而使硬化水泥砂浆中的水化产物紧密排列,形成密实的网络显微结构,其孔隙率减少,机械强度提高.性能优良的纳米复合水泥NS最佳掺量为2%.     

医疗垃圾焚烧灰电弧炉熔渣的水化特性

为考察医疗垃圾焚烧灰电弧炉熔渣用作水泥掺合料的可行性,研究了熔渣的掺入对普通硅酸盐水泥水化特性的影响.结果表明:熔渣具有潜在的活性,适量掺入熔渣能降低水泥浆体中Ca(OH)2含量,增加水化产物C-S-H的数量,改善水泥浆体微观结构;但若熔渣掺量过多,则水泥熟料相对较少,使熔渣的活性难以完全被激发,导致熔渣水泥强度降低;熔渣水泥早期(7 d)抗压强度较低,但后期强度增加明显,掺渣量10%的熔渣水泥60 d的抗压强度达到普通硅酸盐水泥的103%,熔渣的掺量宜控制在10%左右.     

亚硫酸氢钠和石灰组合剂与铜镍硫化矿表面的作用机理

本文采用显微电泳仪、原子吸收光谱、紫外光谱吸收仪和X射线粉晶衍射仪研究了药剂与矿物表面的作用机理。证明亚硫酸氢钠和石灰组合剂作用后,在镍黄铁矿表面形成了CaSO_3和CaSO_4等亲水性产物,同时降低了矿浆体系的氧化还原电位(Eh),加快了镍黄铁矿表面氧化速度,生成了Fe(OH)_3和Ni(OH)_2等产物,强化了镍黄铁矿的抑制。     

Ca(OH)2对生物质水蒸气气化制氢的影响

提出一种新型的生物质水蒸气气化制氢方法.该方法在生物质水蒸气气化过程中添加CO2吸收剂,旨在通过吸收CO2促进产氢反应向着氢气产生方向进行,从而提高产氢量.分析了Ca(OH)2、水蒸气、温度和保持时间对产氢量以及产气组分百分比的影响,结果表明:在生物质水蒸气气化过程中添加CO2吸收剂能显著提高产氢量;随着Ca(OH)2的增加产氢量先升高后略微降低,Ca(OH)2对水煤气反应的影响要明显强于对甲烷水蒸气重整反应的影响;产氢量随水蒸气的增加先升高后降低;产氢量随温度的升高迅速增加;充足的保持时间可以使制氢反应进行彻底.     

降低载金废水密度的实验研究

为研究沉淀法对载金废水密度的降低效果,分别以Ca(OH)2、Ba(OH)2和CaCl2、BaCl2为沉淀剂进行了实验.研究结果表明,Ca(OH)2分级混凝沉淀后水样密度降低幅度较大,但未达到目标值.Ba(OH)2分级混凝没淀后水样的密度降至1.0582g/mL,pH值从11.67上升到13.5,基本满足回用要求.水样经CaCl2处理后密度降低明显,而其pH值也随着CaCl2的序批式投加逐渐降低.BaCl2对硫酸盐的去除效果非常明显,但对废水密度降低的贡献不大.     

磷酸盐分解钼酸钙的热力学

针对磷酸盐分解钼酸钙的过程,根据同时平衡原理和质量守恒定律,绘制了25℃时Ca-Mo-P-H_2O体系溶解组分的lgC-pH图,以及不同总磷浓度条件下溶液中总钙、总钼的lgC-pH图和钼酸钙稳定区. 结果表明,在溶液中总磷浓度一定的条件下,随着pH的增大体系中会依次出现H_2MoO_4(s)、CaMoO_4(s)、Ca5(OH)(PO_4)_3(s)和Ca(OH)_2(s)稳定存在的区域. 总磷浓度直接影响到钼酸钙的分解过程,随着总磷浓度的增加,钼酸钙的稳定区域不断减小甚至消失,使得钼酸钙更加易于分解, 因此溶液中总钼浓度不断增大,而总钙浓度不断降低;但总磷浓度过高会导致溶液中残留游离含磷离子过高. 从热力学角度来看,在钼酸钙分解过程中,添加磷酸盐比碳酸盐更加有利于钼酸钙的分解.     

钙离子形态对吸附效果的影响研究

通过不同方式配制高钙水,来研究矿物吸附材料对钙离子的吸附规律,同时对吸附过程中的流体力化学效应进行了探讨.实验结果表明,矿物吸附材料对钙的吸附性能与钙在溶液中的存在形态有很大关系:用CaCl2配制的高钙水中,钙主要以离子形态存在,矿物吸附材料对其吸附主要以静电吸附为主,5A沸石对钙离子有筛分效应;用CaO配制的高钙水中,钙主要以Ca(OH)2(2q)、Ca(OH)2(s)沉淀微晶、Ca2 和Ca(OH) 多种形态存在,矿物吸附材料对其吸附有静电吸附、一羟基络合吸附、表面沉淀吸附,同时,矿物吸附材料的加入对氢氧化钙沉淀起晶种作用,可以加速其沉淀;合适的流体剪切力可以提高5A沸石对钙离子的吸附量,此结论证实了吸附过程中流体力化学效应的存在.图4,表2,参7.     

硫酸钠激发钢渣粉活性改良水泥土试验研究

钢渣是钢铁冶炼中产生的固体废弃物,其矿物组成以硅酸盐相为主,具有潜在的胶凝性质,利用钢渣和水泥混合改良淤泥质土具有很好的研究意义,不仅可以充分利用现在仍然是废物的钢渣材料,对环境改良做出贡献,同时可以代替部分水泥,节约资源,但钢渣的活性较低导致其早期强度难以发挥。采用Na2SO4作为激发剂,与钢渣粉混合使用以激发其活性,使得早期强度能达到工程要求;进行无侧限抗压强度试验(UCS)及X射线衍射试验(XRD),试验结果表明,在掺加Na2SO4试剂后,钢渣粉－水泥—淤泥土早期强度得到大幅度提升,龄期为7天时,其强度与未掺Na2SO4试剂龄期28天的强度相当,说明Na2SO4的掺入对早期强度有明显的改良作用。通过XRD进行物相检索,结果表明,激发剂的加入促进了钢渣－水泥的水化过程以及Ca(OH)2,CaSO4等水化产物的生成。     

钢渣粒度分布对钢渣水泥水化特性影响的灰度分析

利用机械激发的原理,从强度与Ca(OH)₂含量两个方面,研究不同球磨时间下钢渣粉的粒度特性以及比表面积对钢渣水泥胶砂水化性能的影响,同时采用灰色关联分析方法探讨钢渣颗粒粒径与钢渣水泥胶砂强度和水化程度的影响规律.结果表明:球磨时间增加,钢渣比表面积增大,活性随之增强;通过DTG热分析发现钢渣的比表面积的变化会影响水化产物Ca(OH)₂结晶和晶体生长速率;钢渣粉中10~20μm粒级对钢渣水泥强度促进作用最大,5~10 μm粒级对钢渣水泥28 d Ca(OH)₂含量促进作用最大,因此增加5~20 μm范围的钢渣颗粒含量,有利于提高钢渣活性.     

矿渣胶凝材料固结尾砂的微观实验

用X射线衍射、扫描电镜和热重!差示扫描量热方法表征了矿渣胶凝材料的水化产物和微观结构,研究了矿渣胶凝材料对尾砂固结过程的影响.微观实验结果表明:矿渣胶凝材料的水化产物主要为水化硅酸钙凝胶(C—S—H)、钙矾石(AFt)及少量的帕水钙石(Ca2Al4Si4O15(OH)2.4H2O)和沸石类矿物,随着养护时间的延长,矿渣胶凝材料在水化过程中发生晶体结构重组和重排;尾砂中的方英石、云母和碳酸盐类矿物(方解石、白云石等)是尾砂固结过程中的活性成分,能生成其他晶体矿物和胶凝状矿物,这是导致固结体微观结构不同的主要原因.     

磷酸的α—pH曲线及其在糖汁清净中的作用

应用稀溶液中酸碱平衡的基本规律,研究糖汁清净中辅助澄清剂磷酸的作用机理,作出磷酸的电离度—pH值曲线。据此经实验确认亚硫酸法清净条件下磷酸钙盐沉淀的主要成分是CaHPO_4,而不是Ca_3(PO_4)_2;并用该曲线验证了文献中的Ca(OH)_2-H_3PO_4滴定曲线。     

Recovery of iron and calcium aluminate slag from high-ferrous bauxite by high-temperature reduction and smelting process

A high-temperature reduction and smelting process was used to recover iron and calcium aluminate slag from high-ferrous bauxite. The effects of w(CaO)/w(SiO₂) ratio, anthracite ratio, and reduction temperature and time on the recovery and size of iron nuggets and on the Al₂O₃ grade of the calcium aluminate slag were investigated through thermodynamic calculations and experiments. The optimized process conditions were the bauxite/anthracite/slaked lime weight ratio of 100:16.17:59.37, reduction temperature of 1450°C and reduction time of 20 min. Under these conditions, high-quality iron nuggets and calcium aluminate slag were obtained. The largest size and the highest recovery rate of iron nuggets were 11.42 mm and 92.79wt%, respectively. The calcium aluminate slag mainly comprised Ca₂SiO₄ and Ca₁₂Al₁₄O₃₃, with small amounts of FeAl₂O₄, CaAl₂O₄, and Ca₂Al₂SiO₇.