机械粉磨对煤矸石-水泥体系颗粒群特征及力学性能的影响

采用了煤矸石单独粉磨后取代水泥、煤矸石与水泥混合后共同粉磨(先混后磨)、煤矸石与水泥分别单独粉磨后混合(先磨后混)(三者均按w(煤矸石):w(水泥)=30:70的比例)3种不同的机械粉磨方式研究粉磨对煤矸石-水泥体系的颗粒群特征以及力学性能的影响.研究结果表明:煤矸石单独粉磨掺入体系与煤矸石和水泥"先混后磨",不同粉磨时间的混合体系的颗粒群具有相似的级配组合特征;煤矸石与水泥"先磨后混"形成的颗粒群特征不同于"先混后磨";对于相同的粉磨时间,煤矸石与水泥"先混后磨"的粉磨制度优于"先磨后混";不同的煤矸石-水泥体系的颗粒群特征对于体系的力学性能产生不同的影响.     

基准水泥对高炉矿渣粉活性指数影响的研究

活性指数是衡量高炉矿渣粉质量的关键指标。不同基准水泥对矿渣粉的活性指数影响较大。试验采用不同强度等级水泥对同种矿渣粉进行激发,并对不同高炉矿渣原料和不同粉磨工艺生产的矿渣粉进行了研究。结果表明强度等级越高的工艺生产的矿渣粉有更好的激发作用,采用立磨工艺生产的矿渣粉综合质量优于传统球磨工艺生产的产品。采用大型高炉矿渣粉的粒度分布更优,活性更高。本研究为GB/T18046-2000《用于水泥和混凝土中粒化高炉矿渣粉》的修订提供试验依据。     

煤矸石的化学与温度复合活化及其胶凝性能

对煤矸石化学成分与煤矸石水泥的28 d抗压强度建立了GM(1.6)的差分方程.以探求不同化学成分对煤矸石水泥28 d抗压强度的影响.结果表明.煤矸石的化学成分中.对煤矸石复合水泥28 d抗压强度影响最显著的成分是CaO.故对煤矸石采用了化学增钙与热复合活化的方法.并对煤矸石不同化学增钙活化后复合水泥的28 d抗压强度性能及复合活化的历程进行了初步的研究.实验结果表明.当煤矸石中掺入适当比例的碳酸钙.经一定的温度热活化后.煤矸石复合水泥的28 d强度有一定程度的提高.     

利用工业废渣制备复合水泥

 试验利用矿渣、煤矸石作为配制复合水泥的辅助性胶凝材料,研究了矿渣、煤矸石细度和复合比例对复合水泥力学性能的影响,以水泥胶砂强度作为参数反演,找出最佳复合体系.试验结果表明:在矿渣与天然煤矸石组成的复合体系中,矿渣的细度决定了复合水泥的强度,矿渣越细,复合水泥强度越高.当矿渣和天然煤矸石作为混合材取代水泥的总量一定时,所配制的复合水泥强度随着矿渣比例的增大而增大,随煤矸石比例增大而减小.天然煤矸石没有活性,将其煅烧后,活性才能显现.     

循环流化床灰渣作为水泥混合材的研究及性能改善

试验研究了掺CFB灰渣水泥性能随灰渣掺量的变化规律,并探讨了添加激发剂和机械粉磨处理灰渣对水泥性能的影响。结果表明,随CFB灰渣掺量的增加,水泥强度随之降低,而当灰渣在水泥中的掺量不大于30%时,水泥强度可达到42.5水泥级别,当其掺量不大于40%时,水泥强度仍可达到32.5水泥级别。激发剂A能有效提高水泥早期强度,而激发剂B对提高水泥后期强度的贡献较大,同时激发剂A使粉煤灰和炉渣的28 d反应程度分别提高4.1%和3.5%,并促进掺灰渣水泥的水化产物中C-S-H凝胶增多,提高产物结构致密度。机械粉磨处理后能有效提高粉煤灰的活性,水泥强度和粉煤灰反应程度与粉磨时间成正比关系,而粉煤灰需水量比随粉磨时间的延长而先下降后升高。     

煤矸石的热力-化学复合活化研究

采用不同温度下的煅烧和添加化学激发物质的复合活化方法对煤矸石用作高性能水泥辅助性胶凝材料时潜在活性激发效果进行了实验探讨。实验结果表明，原始煤矸石未经任何处理直接用作水泥混合材时基本上不表现出火山灰活性，会导致水泥强度大幅度降低。煤矸石经600～900℃加热处理之后再与水泥混合使用，表现出显著的火山灰活性，水泥强度得到明显改善。用芒硝或水玻璃作为激发荆对煤矸石施加热力-化学复合活化，在适宜的掺量范围内水泥强度，尤其是早期强度，得到进一步改善。采用水玻璃的场合活化效果优于采用芒硝的场合。煤矸石热力一化学复合活化的适应范围为热处理温度600～800℃，水玻璃掺量不超过4％。     

矿渣掺量对水泥性能的影响

采用矿渣与熟料分别粉磨再混合的方式,研究了不同掺量和不同细度的矿渣对水泥强度和凝结时间的影响,确定了水泥中矿渣的最佳掺量.     

新型聚羧酸水泥助磨剂的研究

采用大单体直接共聚法合成一种新型聚羧酸水泥助磨剂,并通过红外光谱对所合成的助磨剂进行表征.将该助磨剂应用于水泥的粉磨过程中,并与空白试验、三乙醇胺助磨剂以及其他高分子助磨剂进行对比,实验结果显示,该聚羧酸系水泥助磨剂在助磨及水泥的早、后期强度的提升方面都有更好的效果.     

混合材颗粒级配对水泥强度的影响

研究了矿渣、粉煤灰经细磨处理后对水泥力学性能的影响.矿渣、粉煤灰经细磨处理后均能明显提高其水化活性,在纯熟料水泥中掺50%的细磨矿渣,其28天强度仍超过纯熟料水泥;纯熟料水泥中掺50%细磨粉煤灰,其强度比纯熟料水泥要低,但仍可达到GB1344-92标准425水泥强度要求.     

化学-机械耦合效应对铁尾矿粉胶凝活性的影响

采用CaSO_4·2H_2O为活化剂,粉磨2.0h的铁尾矿粉具有火山灰活性.当其掺量为0.5%时,7d、28d活性指数与抗折强度比为最大,最大程度激发了铁尾矿粉的胶凝活性.并采用红外光谱法与微量热法研究了活化机理,研究结论表明:在化学-机械耦合作用下,铁尾矿粉中无序物质增多;而且该铁尾矿粉的掺加促进了水泥铝相的二次水化,显著提高了胶凝活性.     

锚杆水泥的机理研究

本文用化学反应方程式描述了描杆水泥的锻烧和水化过程。从理论上阐明了氟铝酸盐、硫铝酸盐、硅酸盐矿物共烧机制以及锚杆水泥快凝、快硬、微膨胀、强度稳定发展的水化,硬化机理。并通过微观试验与分析证实了上述理论的正确性。     

模拟原煤的相似材料试验研究

为制备原煤的相似材料,选用煤粉和沙子为两种骨料,石膏和水泥为胶结剂,应用单因素分析法,分别就煤粉、石膏、水泥和沙子之间的不同配比对相似材料强度的影响进行了试验研究.结果表明,以煤粉为骨料的相似材料,其试样强度与煤粉用量呈线性负相关,且相关性显著,相似材料性能也易掌控;而以沙子为主料的相似材料,其试样强度与沙子用量呈非线性关系,试样强度波动较大,相似材料性能不易掌控.因此,以煤粉做原煤相似材料的骨料比沙子要合适,研究结果为原煤相似材料的制备提供了借鉴.     

煤岩模拟材料的力学特性

为探究煤岩抗压强度随材料配比变化的关系,满足实验模拟煤壁强度特性的要求,基于不同配比的煤岩试样,开展单轴加载实验.分析不同材料配比下煤岩的强度特征、变形特征及劈裂形态,研究并确定煤岩抗压强度与煤岩材料配比的定量关系.结果表明：在实验研究范围内,随着煤粉与水泥配比的增大,煤岩抗压强度呈指数关系减小,其拟合关系式为σc=92.124e-1.0969ξ.根据煤岩材料不同配比下的强度大小,结合其煤岩坚固性系数关系,可以判别煤岩体类型,为实验模拟煤壁强度特性提供依据.     

煤焦还原NO的实验研究

利用高温气固悬浮反应实验台对水泥工业预分解炉中不同煤焦(烟煤和无烟煤)还原NO的反应进行了模拟实验研究,并对还原机理进行了深入的分析.研究结果表明,不同种类的煤焦由于自身物理化学特性的差异,其还原NO的能力有所不同;在生料存在下,生料明显地对煤焦还原NO的反应有正催化作用,大大加速了煤焦还原NO的能力.并且,生料主要是通过CaCO3煅烧分解生成的CaO起主要催化作用的,生料最终的催化作用决定于各氧化物催化作用的相对大小.     

P_2O_5对煤矸石水泥性能的影响

借助ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＤＴＡ、化学分析、物理检验等测试手段．研究Ｐ２Ｏ５对煤矸石水泥熟料的煅烧性能、物理性能和水化性能的影响,结果表明：Ｐ２Ｏ５对上述性能均有一定的影响;Ｐ２Ｏ５是一种适用于该类水泥熟料煅烧的有效矿化剂,其效果优于氟、硫及其复合的矿化剂．但Ｐ２Ｏ５与其它元素复合时。效果并不理想。     

铁路站车垃圾衍生燃料制备工艺的正交试验研究

利用北京门头沟煤和铁路站车垃圾,在室温下采用钢模制备出了垃圾衍生燃料.选用L9(34)正交表,以落下强度和热稳定性为评价指标,考察了含水率、成型压力、煤配比和垃圾破碎粒度4个主要因素和3个水平条件对铁路垃圾衍生燃料制备工艺的影响.研究表明:各因素对垃圾衍生燃料(RDF)的热稳定性均无显著影响.试验得到的最优生产工艺参数为:成型压力50 MPa,含水率20%,粒径大小<13 mm,煤配比90%.     

煤矸石、炉渣复合水泥的水化机理研究

采用正交实验法制备了高强度、高混合材掺量的煤矸石、炉渣复合水泥试样，运用现代测试手段对水泥净浆的水化产物进行了实验研究，分析了水化进程中各阶段的主要水化产物。实验证明，快速形成的早期水化物改善了水泥的早期性能。