磨细循环流化床粉煤灰-石灰的水化特性

为直观准确分析循环流化床（CFB）粉煤灰的火山灰反应活性,本文通过设计CFB粉煤灰-石灰（8:2）二元体系,采用水化热、XRD和SEM-EDS等测试手段,探讨不同磨细CFB粉煤灰的水化特性及力学性能变化规律。结果表明：粉磨细化有利于CFB粉煤灰火山灰反应的进行,促进其水化产物生成、微结构的优化,从而提高其胶凝材料的力学性能,且粉磨细化程度越高,效果越明显。超细循环流化床粉煤灰具有较快的火山灰反应速率,水化产物以棒状钙钒石（AFt）、无定形C-S-H凝胶和Ca(OH)2等为主,浆体结构较为致密,其早、后期强度比未经磨细的CFB粉煤灰高出2.4 MPa、3.0 MPa,超细化处理的CFB粉煤灰表现出优异的火山灰活性及水化反应能力。     

膏体充填材料配比试验与水化反应机理研究

针对目前我国建筑物下、铁路下、水体下压煤现状,结合煤矿固体废弃物煤矸石和电厂粉煤灰造成的环境污染情况,从淄博矿业集团岱庄煤矿的生产实际出发,对膏体充填材料进行了优化配比试验及水化反应机理研究。结果表明:配比P10可作为最优配比试验结果,即胶结料:粉煤灰:煤矸石为1∶4∶6,质量浓度为74%;膏体材料不同龄期的XRD衍射图谱表明水化产物主要是CH(氢氧化钙)、AFt(钙矾石)和C-S-H(硅酸钙)凝胶,不同龄期水化产物中各物质相对含量不一样;扫面电镜表明膏体材料水化8h已经生成了一定量的钙矾石,1d可见片状物质的C-S-H凝胶,水化7d后局部生成大块的棱柱状凝胶。     

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。     

黏土水泥浆水化固结微观特征研究

通过注浆堵水方式来治理陕北地区露天煤矿水害问题,以提高注浆堵水效果,对黏土水泥浆固结体的水化过程和固结机理进行研究。采用X射线衍射试验和扫描电镜试验相结合的方法,探究不同浆液配比与不同养护龄期的水化产物含量和固结体的微观形貌特征。结果表明：浆液的水化产物主要有水化硅酸钙(C-S-H)、钙矾石以及还没完全水化的石英SiO₂,随着水化反应的进行,C-S-H和钙矾石等凝胶物质含量逐渐增加,固结体强度增强;黏土多有利于固结体生成更多的凝胶团,加强结构的抗渗性;水泥加量过少,生成的硅酸钙等胶体微粒不足,大量黏土颗粒不能有效生成凝胶物质参与固化反应,导致固结体强度不足;随着水固比的增加,固结体的孔隙也相应变少变小;在黏土水泥浆水化期间生成了大量黏土-水泥球凝胶团以及C-S-H凝胶,黏土-水泥球凝胶团之间相互吸附、连接成片,同时C-S-H对裂隙进行填充并连接成网。黏土水泥浆液水固比1.5∶1,水泥加量为20%～40%时,浆液固结体的阻水效果优异,可为工程实践提供参考。     

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.     

压蒸工艺参数对粉煤灰-石灰体系水热反应产物形成的影响

通过X线衍射(XRD)分析、热分析等方法分析粉煤灰-石灰体系在压蒸工艺条件下产物的形成,采用盐酸选择性溶解法对压蒸试样中粉煤灰反应程度进行定量分析,结合压蒸试样中石灰的反应程度,对水热反应产物生成量进行定量计算。结果表明:在粉煤灰-石灰压蒸体系中,发生水热反应生成水化硅酸二钙(C_2SH)、水化铝酸三钙(C_3AH_6)、水化石榴石(C_3ASH_4)等产物。粉煤灰配料为78%的压蒸试样,当压蒸工艺参数从4 h、120℃提高至6 h、160℃时,粉煤灰反应程度提高了50%,CaO反应程度提高了32.59%,其游离CaO(f-CaO)质量分数降低了46.49%,此时C_2SH形成量范围从6.94%~17.69%提高至13.87%~17.46%,C_3ASH_4的形成量范围从2.91%~5.99%提高至15.03%~16.08%。确定最佳石灰掺加比例是22%,最佳压蒸工艺参数为140℃、8 h或160℃、6 h以上。     

单掺Ⅱ级粉煤灰高性能混凝土研究

为了探究粉煤灰混凝土的工作性和抗压强度,本文采用粉煤灰等质量替代水泥配制高性能混凝土,经过试验发现：粉煤灰混凝土的表观密度小,流动性大。水胶比、掺量和龄期都是影响抗压强度的显著因素。Ⅱ级粉煤灰中活性成分和的微观结构大多又为非晶体结构和水在一起时会发生水化反应,生成水化硅酸钙（C-S-H）和水化铝酸钙（CAH）水化产物,填充水泥石孔隙,促进凝结硬化和增强胶结作用。     

脱硫石膏-石灰-粉煤灰体系胶凝性及水化机理

通过在粉煤灰中掺加不同质量分数的脱硫石膏、石灰、NaOH、Na2SO4、煅烧脱硫石膏等研究体系的胶凝性能。结果表明:单掺脱硫石膏或煅烧脱硫石膏能提高体系的强度,最佳煅烧温度为800℃;加入石灰及NaOH碱性激发剂后,粉煤灰的活性得到激发,体系的胶凝性能明显提高。当脱硫石膏掺量的质量分数为7%、石灰为8%、NaOH为0.5%时,其28 d的抗折强度达4.19 MPa、抗压强度达16.70 MPa。在脱硫石膏、石灰、NaOH等的共同作用下,粉煤灰的水化反应加强,其主要产物为钙矾石、水化硅酸钙,体系的致密性及胶凝性能均增强。     

绿色低碱混凝土膨胀剂水化机理研究

文章介绍了利用工业废渣粉煤灰和天然原料石膏等制作的绿色低碱混凝土膨胀剂的方法。通过膨胀性能试验、X-rag衍射分析、扫描电镜(SEM)分析及差热(DTA)分析,研究膨胀剂与水泥发生的水化反应。结果证明,水泥中的C3S、C2S水化生成C-S-H凝胶形成强度组分,同时生成的Ca(OH)2与膨胀剂中的活性Al2O3、铝酸钙矿物及石膏反应生成钙矾石而膨胀,属于钙矾石类混凝土膨胀剂。     

水热条件下CaO—MgO—SiO_2—H_2O体系中反应物的竞争与产物的转化机制

本文研究了 Ca O—Mg O—Si O2 — H2 O体系的水热反应特性。结果表明 :在 Ca O— Mg O—Si O2 一 H2 O系统中 ,Ca O优先与 Si O2 反应生成水化硅酸钙 ,Mg O部分固溶于水化硅酸钙中 ,部分生成 Mg( OH) 2 ,部分与剩余的 Si O2 反应生成水化硅酸镁 ;Mg O固溶时 ,可促进托勃莫来石向硬硅钙石转化 ,不固溶 ,则其转化温度提高     

聚羧酸系减水剂对水泥水化产物的影响

为了研究聚羧酸系减水剂与水泥水化产物间的作用机理,利用差示扫描量热仪研究了减水剂对水泥水化产物组成的影响;采用化学合成法制备出水化硅酸钙,在合成过程中分别掺入聚羧酸系或萘系减水剂,对合成的水化硅酸钙进行扫描电镜分析、核磁共振测试和傅里叶红外光谱分析.结果表明:与萘系减水剂相比,聚羧酸系减水剂促进了水泥的水化,使水泥石中水化硅酸钙凝胶及氢氧化钙的生成总量增大;聚羧酸系减水剂可以减小水化硅酸钙的颗粒尺寸,使其聚合度增大;减水剂能促使水化硅酸钙中的硅氧四面体聚合度增加,且聚羧酸系减水剂的增强效果优于萘系减水剂.     

用磷石膏粉煤灰生产胶结材研究

磷石膏、粉煤灰都属于固体废物.通过用磷石膏、粉煤灰、石灰及其它原料按一定配比加水制成料浆,稀释成一定浓度,注入模具成型,经蒸养、脱模、自然养护、烘干成为成品.利用以磷石膏和粉煤灰两种工业固体废物为主要原料生产的新型胶结材,生成水硬性胶结物,形成以三硫型钙矾石(AFt)为基本结构骨架、以硅酸钙凝胶(CSH)为粘结剂的微结构,生产内隔墙板或建筑吊顶等非承重结构内隔墙板.实验也确定了生产板材的磷石膏、粉煤灰最佳配比为120∶120.经蒸汽养护10 h即可脱模.经分析该生产工艺简单、达到需求标准、经济可行.     

水泥土环境中粉煤灰水化与活性激发研究

水泥—粉煤灰与土充分拌合条件下,经过初级和次级2个过程形成水泥土固结体。粉煤灰的活性效应较之形态效应和微集料效应对水泥土强度的贡献是显著和持久的。活性激发剂———粉状硅酸钠溶出的OH-对粉煤灰网络聚合度比较高的“硬壳层”有腐蚀作用,同时硅酸钠水解产生的SiO32-在水化环境中可阻止水化硅酸钙生成过多而沉积在粉煤灰表面。通过构建粉煤灰在水泥土环境中的水化模型及SEM、力学性质等测试手段,分析了粉煤灰的水化与固结特性。     

氧化铝熟料溶出过程二次反应的热力学讨论

对氧化铝熟料溶出过程涉及的二次反应进行了热力学计算和讨论。对原硅酸钙在铝酸钠溶液中的稳定性、硅酸钙与铝酸钠溶液的反应、水化石榴石与NaOH和Na₂CO₃作用和原硅酸钙水化反应分别进行了热力学分析。结果表明，原硅酸钙、硅酸钙在NaOH、Na₂CO₃和NaAl(OH)₄这3种溶液成分中的稳定性是不同的；温度升高，NaOH、Na₂CO₃溶液分解水化石榴石的趋势变大，饱和系数较大的水化石榴石稳定性好于饱和系数较小的，水化石榴石在NaOH中的稳定性强于在Na₂CO₃溶液中的；低温下原硅酸钙最有可能水化成2CaO·SiO₂·1.17H₂O和4CaO·3SiO₂·1.5H₂O。     

不同碱当量、粉煤灰和矿渣掺量对碱激发粉煤灰-矿渣地聚物力学性能及微观结构的影响

粉煤灰、矿渣复配组成碱激发复合水泥可以改善单一组分碱激发水泥的性能劣势。为了研究不同碱当量、不同粉煤灰和矿渣掺量对碱激发粉煤灰-矿渣砂浆力学性能、干燥收缩及微观结构特性的影响,采用抗压、抗折强度试验、吸水率试验、干燥收缩试验、微观扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)及傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer, FTIR)试验进行表征。结果表明:3、7、28 d龄期时,随着碱当量和矿渣掺量增加,粉煤灰-矿渣砂浆抗压、抗折强度呈逐渐增加趋势,吸水率和干燥收缩率呈逐渐下降趋势。其中龄期为28 d,碱当量为6%、矿渣掺量为100%时,碱激发粉煤灰-矿渣砂浆抗压强度达到峰值110.84 MPa,抗折强度达到峰值10.77 MPa,吸水率最小,为1.2%,与4%的粉煤灰-矿渣砂浆相比,碱当量为6%的砂浆干燥收缩率均减少10%以上。由微观分析知,粉煤灰-矿渣砂浆在碱激发作用下水化产物主要为铝硅酸盐凝胶和水化硅酸钙凝胶,粉煤灰掺量越大,凝胶结晶度越低。碱当量越大,体系水化产物数量越多,结构越密实。     

改性石英岩尾砂对水泥浆体强度和干燥收缩的影响

采用掺入电石渣并在850℃高温条件下煅烧石英岩尾砂1 h,对石英岩尾砂进行表面改性,利用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对改性石英岩尾砂的矿物组成和化学成分进行表征,并测定掺入改性石英岩尾砂的水泥浆体的干燥收缩和抗压强度。结果表明:改性石英岩尾砂颗粒表面生成了具有水化活性的β-C2S,水化生成水化硅酸钙(CSH)凝胶,改善了复合水泥浆体中石英岩尾砂颗粒与水泥浆体的界面黏结,提高了水泥浆体的强度,降低了干燥收缩。     

水泥乳化沥青复合胶浆微观结构特征

采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)和电子能谱(EDXA)等微观试验手段,对由不同粉胶比(质量比)、不同类型水泥和不同岩性填料构成的水泥乳化沥青复合胶浆进行研究,给出复合胶浆微观结构特征.结果表明:水泥乳化沥青复合胶浆由沥青包裹的矿粉与未水化水泥组成的粒状颗粒和纤维状水泥水化产物水化硅酸钙(C-S-H)凝胶、晶状氢氧化钙(CH)等构成;粒状颗粒、C-S-H凝胶和自由沥青相互交织,构成一种空间网络结构;当粉胶比为1.1时,胶浆表面C-S-H凝胶较多,胶浆结构致密,孔隙分布均匀;不同粉胶比复合胶浆中,各有机基团之间或与无机化合物间没有新键生成;石灰岩矿粉、较高强度水泥以及合理的粉胶比有利于复合胶浆微观结构的改善.     

硫酸盐环境中混凝土的性能研究

以内掺粉煤灰制成的混凝土和普通硅酸盐水泥以及抗硫酸盐水泥制成的混凝土作为研究对象,在硫酸钠溶液中进行干湿循环后,通过对相对动弹性模量,重量损失率的测量,说明掺加粉煤灰的混凝土对硫酸盐侵蚀有较好的抵抗性能;通过对混凝土宏观照片和SEM微观形貌的分析,说明掺加粉煤灰能够与混凝土内部的不利成分Ca(OH):发生二次水化反应,生成有利的C-S-H凝胶,有效改善混凝土的微观结构.     

硫铝酸盐水泥固化软土的试验研究

用硫铝酸盐水泥、粉煤灰和矿渣等复合软土固化剂进行软土的固化实验,并测试了固化土样的力学性能、放热曲线和微观结构．结果表明：复合固化剂在掺量10％-15％左右时,固化土样的无侧限抗压强度达到2MPa,劈裂抗拉强度0．5MPa以上,固化反应的放热量达37．5J／g,固化反应产生的钙矾石和水化硅酸钙凝胶产生增强效果．     

陶瓷抛光砖粉制备蒸压硅酸盐制品研究

研究利用陶瓷抛光砖粉制备蒸压硅酸盐制品，并与粉煤灰对比。试验采用了IR、XRD、SEM以及EDS等测试方法研究其水热特性、水化产物的组成和形貌，并测试其强度。研究结果表明：陶瓷抛光砖粉在蒸压条件下有较高的火山灰活性；在相同配比条件下，抛光砖粉中参与反应的活性SiO2远比粉煤灰多，生成较低Ca/Si的水化产物，其蒸压制品强度高于粉煤灰；当石灰∶抛光砖粉＝1∶3时其蒸压制品强度较高。利用陶瓷抛光砖粉制备蒸压硅酸盐制品有广阔应用前景。