微铬铁渣用于水泥掺和料的性能研究

微铬铁渣属于铬铁渣范畴,传统铬铁渣无害化处理与资源化利用研究过程中将它与其他铬铁渣混合处理,导致它的研究结果科学性不高,从而限制了微铬铁渣的资源化和规模化安全利用水平。本文以青海某厂微铬铁渣为研究对象,对它的特性和作为水泥掺合料进行了初步研究,研究结果表明:微铬铁渣有别于传统意义上的铬铁渣;掺微铬铁渣水泥在水化、硬化过程中能将水溶性Cr~(6+)化合物固化在水泥中,最佳掺量为40%;微铬铁渣作为水泥掺合料是安全的,可作为建筑材料长期使用。     

用磷渣配料并作水泥混合材的试验研究

采用磷渣配料烧制水泥熟料,再掺入磷渣作混合材制备复合水泥,研究磷渣掺量对复合水泥性能的影响,并利用XRD、SEM对其水化产物进行分析。结果表明,用作混合材,当磷渣掺量为10%,矿渣掺量为20%时,所制备的复合水泥各项性能均满足国家标准,其净浆28d抗压强度值高达114.2MPa。     

水泥掺量对水泥-垃圾焚烧飞灰固化体性能的影响

引入单位飞灰重金属溶出的浓度与水泥的固化效率参数分析了水泥掺量对垃圾焚烧飞灰固化效果的影响,并提出了一种垃圾焚烧飞灰低成本、安全高效资源化利用的方法。结果表明:10%水泥的掺入可显著降低Pb、Cd的溶出,但是随着水泥掺量增加,固化体强度增大,水泥的固化作用发挥越不充分,固化效率显著降低。且当水泥掺量在40%以上时,水泥掺量的增加反而促进了单位飞灰Pb的溶出,对Pb的固化起反作用。此外,小掺量飞灰的掺入对水泥凝结时间、标准稠度用水量与力学性能均无不利影响,在控制Cl-的含量满足相关标准的前提下,将飞灰作为混合材应用于水泥生产,水泥的工作性能、力学性能及重金属离子的溶出性能均满足相应的要求,可实现飞灰的安全高效资源化利用。     

铬铁渣作水泥混合材的研究

研究铬铁渣的基本性能和作为水泥混合材时对水泥性能的影响,并与粒化高炉矿渣作水泥混合材进行了对比,得出铬铁渣作为水泥混合材的主要特点和适宜掺量。     

蒸汽养护对组成不同水泥水化特性影响

研究了蒸汽养护和标准养护条件下混合材掺量不同的水泥力学性能差异,并利用XRD、SEM、DSC等测试方法对组分不同水泥水化产物及水化特性等进行对比分析。结果表明,与20℃标准养护相比,85℃常压蒸养下水泥水化产物基本相同,且水化产物数量远高于前者,并有钙矾石(AFt)稳定存在;混合材掺量适宜的水泥样品中有亚稳态水化硅酸钙(C_9S_6H_(18))的形成,这可能是蒸养强度差异的主要原因之一。混合材掺量不同,水化产物形貌也存在明显差异。混合材掺量高达50%时,水化产物形成数量明显减少,水泥石结构疏松,蒸养强度显著降低。混合材中硅灰的掺入,有利于细化水泥石结构,促进水泥石蒸养强度的发展。     

煤气化渣溶出特性及对水泥基材料的影响

我国洁净煤技术不断发展,带来大量的工业副产品气化渣。从气化渣用作水泥矿物掺合料的角度,使用电感耦合等离子发射光谱法(ICP)测定其在不同环境的溶出特性,观察其水化活性,研究气化渣对二元复合体系工作性与力学性能的影响。结果表明:气化渣Ca²⁺溶出率较低,缺乏自硬性;Si⁴⁺、Al³⁺随时间溶出率增大,气化渣存在水化活性。碱性与高温环境促进Si⁴⁺、Al³⁺溶出,表明气化渣在适当的激发下,化学键更易断裂,水化活性增大。气化渣的形态效应可改善二元体系工作性,掺30%、50%(质量分数)气化渣其流动度分别提高约8.8%、19.4%,二元体系符合Herschel-Bulkey所描述的流体模型,并且发现了剪切变稀现象。低掺量气化渣火山灰反应可改善复合胶凝体系力学性能,90 d抗压强度达到90 MPa,高掺量气化渣替代过多水泥,水化产物减少,环境碱性降低,气化渣活性无法被完全激发,导致孔隙率增大,结构疏松,力学性能下降。     

高钛渣用于水泥混合材的性能研究

本文分析了高钛渣的矿物组成、活性系数,探讨了高钛渣的粉磨细度对水泥的凝结时间、标准稠度用水量、安定性等影响,而且分析了不同助磨剂的作用效果,以及高钛渣对水泥强度、水化产物的影响,得出高钛渣用于水泥混合材的实验基础.采用单掺与复掺的方式,比较得出可用于生产复合硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的不同掺量和配比.结果表明:高钛渣不会对水泥的水化产物产生不利影响,粉磨较细的高钛渣更有利于水泥水化产物产生的包裹效应,使结构更加紧密,从而增加水泥强度;使用助磨剂的条件下,掺入30％的高钛渣,并与粉煤灰及高炉渣复掺,混合材总掺量达到40％,可满足P·C32.5R级水泥生产;使用助磨剂的条件下,掺入10％的高钛渣,并与粉煤灰及高炉渣复掺,混合材总掺量达到20％,可满足P·O42.5R级水泥生产.     

CFB脱硫灰渣用作水泥混合材的研究

CFB脱硫灰渣是循环流化床锅炉采用脱硫工艺后所得的副产物。针对CFB脱硫灰渣的资源化利用开展将其用作水泥混合材的试验研究,分析灰渣的适宜掺量和主要影响机理。研究表明:CFB脱硫灰、渣在化学组成和颗粒组成上都有较大差异。以脱硫灰为混合材,随其在水泥中的掺量增加,浆体凝结速度明显变缓;试样早强发挥较慢,但28 d强度都能赶上空白对照样的相应强度值,脱硫灰在水泥中最优掺入量为20%左右。将磨细脱硫渣作为水泥混合材,随其掺量增加,试样标准稠度需水量亦呈增大趋势,对水泥凝结时间的影响规律也与脱硫灰相似;水泥早期强度随脱硫渣增加而有所降低,但对28 d强度发展没有明显的不利影响。脱硫渣除可作为混合材外,还能替代部分缓凝石膏,其最大合理掺量为10%左右。     

重金属铬（Cr）的化合态对水泥性能的影响

研究了普通硅酸盐水泥对重金属Cr不同化合态的固化效果;分析了Cr对水泥凝结时间、胶砂强度等性能的影响.同时借助XRD测试分析技术,探讨了水泥固化重金属Cr6+的机理;通过原子吸收光谱及浸出实验,分析了固化后的水泥体中Cr的溶出情况.其中浸出实验表明,Na2CrO4掺量达到1.0%时,浸出液的六价铬浸出毒性低于国家标准,但当掺量达到2.0%时,则已经超过了国家标准.     

硅酸盐熟料-煤矸石/粉煤灰混合水泥水化模型研究

对两种不同3CaO·SiO_2(C_3S)含量的硅酸盐水泥和分别掺有30%(质量分数,下同)煤矸石和30%粉煤灰的混合水泥中水化产物含量变化和形态进行了研究,建立了水化产物量变模型和水化产物形态模型,分析了模型的主要特征和意义。相同龄期,高C_3S硅酸盐水泥比低C_3S硅酸盐水泥生成更多的水化硅酸钙(calcium silicate hydrate,CSH)凝胶和氢氧化钙。含混合材的水泥水化时,CSH凝胶在水化早期和后期有两个增长幅度较大的阶段,并且1年后形成的CSH凝胶量与纯硅酸盐水泥的相当。水泥水化产物与混合材的二次水化反应较慢,研究掺有混合材水泥更长龄期的水化产物含量及结构变化,将有助于理解混合材对水泥性能的作用机理。     

铬铁渣中水溶性六价铬浸取研究

研究了铬铁渣中水溶性六价铬的浸取条件,确定了最佳的浸取条件：去离子水与铬铁渣的质量比为8,温度为80 ℃,采用回旋振荡方式,振荡频率为150 r/min,浸取时间为5 h。在此条件下测得的水溶性六价铬的量为每克铬铁渣中含2.78 μg,含量极低。确定铬铁渣中水溶性铬的浸出条件对评价铬铁渣对环境的危害提供了实验依据。     

还原铬渣做水泥混合材

从理论和实践两个方面阐述了还原铬渣做水泥混合材的可行性。研究对比了掺加还原铬渣前后两种水泥制品的各种性能指标，得出了还原铬渣替代水泥混合材的最佳掺加量。结果表明，还原铬渣掺加量为水泥总质量的3％时，各项数值均符合GBl75—1999标准。水泥制品溶出的六价铬远远小于废水最大允许排放量。     

电解锰渣对热焖钢渣活性的硫酸盐激发

选用电解锰渣和水泥熟料作为激发剂,重点研究电解锰渣掺加量对热焖钢渣活性激发的影响,并通过XRD、SEM分析了电解锰渣对水化产物及水泥石微观结构的作用。结果表明：掺加量为12%（质量分数）的电解锰渣对熟料-热焖钢渣体系具有较好的硫酸盐激发效果,加快了钢渣的水化速率,大幅度提高了钢渣胶凝材料的早期强度和后期强度;电解锰渣的掺入对水化产物种类影响不大;与未掺入激发剂组相比,经激发后钢渣胶凝材料浆体中主要以絮状的C—S—H凝胶为主,同时还存在少量的AFt晶体,各水化产物具有良好的匹配,形成致密的结构,从而使整个体系获得较高的强度。     

基于电解锰渣-磷石膏复合胶凝材料的制备与表征

为了有效提高电解锰渣资源化利用水平,针对电解锰渣化学成分和矿物组成特点,以电解锰渣为主要原料,通过辅加磷石膏、水泥、矿粉制备胶凝材料;在固定矿粉与水泥掺量的基础上,通过改变磷石膏的掺量,研究不同硫酸盐掺量对复合胶凝材料力学性能的影响。研究结果表明,制备的复合胶凝材料中电解锰渣、磷石膏、矿粉、水泥最佳质量配比为50:20:20:10,其硬化体14 d抗压强度可达20.62 MPa,而软化系数为0.80。电解锰渣-磷石膏复合胶凝材料的水化产物主要是钙矾石、C-S-H、和C-A-S-H。水化14 d后的硬化体浸出液中污染物浓度均在《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅴ类水体标准的限值内,其中Cr、Cu、Zn、As、Pb、Cd等重金属浓度可达到Ⅰ类水体的标准,硬化体具有良好的环境稳定性。     

铬渣综合利用制水泥

研究铬盐工业废渣掺入生料煅烧硅酸盐水泥,并适当代替混合材掺入水泥中,使铬渣中有毒Ｃｒ６＋还原转变成无毒Ｃｒ３＋,少量Ｃｒ６＋被水泥水化固封在水泥石中,从而达到解毒目的。同时铬渣掺入生料起到矿化、助熔双重作用,使其产量提高１０％左右,能耗下降１２％左右,熟料易磨性好,使水泥生产成本大幅度下降,铬渣处理量大,使用安全。     

硅灰、偏高岭土对矿渣-粉煤灰微珠胶凝材料性能的影响

首先通过改变粉煤灰微珠掺量,确定满足快速修补要求的矿渣-粉煤灰微珠胶凝材料基体的最佳配比,再调节偏高岭土、硅灰掺量,研究其对复合胶凝材料凝结时间、力学性能和水化机理的影响。研究发现,偏高岭土对凝结时间的改变较硅灰更敏感。通过化学结合水测试,分析了不同硅灰和偏高岭土掺量对矿渣-粉煤灰微珠胶凝材料水化反应程度影响的原因。力学实验结果表明：矿渣-粉煤灰微珠胶凝基体复合掺加5%硅灰（质量分数）+15%偏高岭土（质量分数）,试块2 h抗压强度为11.5 MPa、28 d抗压强度达到75.2 MPa,且呈现缓慢递增的趋势。     

新型无熟料矿渣水泥的试验研究

以高炉矿渣为主要原料,添加Ca(OH)2、CaCO3、可溶性钙盐等辅助材料可在pH值较低的条件下制备出一种不需煅烧的无熟料水泥,该水泥中矿渣掺量可达80％,强度可达国标42.5级水泥要求.Ca(OH)2、CaCO3可以激发矿渣的活性,可溶性钙盐的加入降低了水泥的pH值,进一步激发了矿渣的活性.其主要水化产物为C-S-H凝胶和水化碳铝酸钙.     

湿法解毒铁铬渣作混凝土掺合料的性能研究

铁铬渣是以铬铁矿为原料生产金属铬和铬盐后产生的工业废渣。经硫酸亚铁湿法解毒的铁铬渣仍然具有一定的火山灰活性,可作混凝土矿物掺合料使用。然而由于湿法解毒铁铬渣含有水溶性铬（Ⅵ）,影响了其建材化资源利用。研究了湿法解毒铁铬渣的粒径分布、火山灰活性;以湿法解毒铁铬渣作为矿物掺合料代替粉煤灰用于C30混凝土,考察了混凝土的工作性能、力学性能和水溶性铬（Ⅵ）的浸出量。结果表明：湿法解毒铁铬渣的粒径主要分布在1~20 μm,28 d活性指数达到68%;当湿法解毒铁铬渣取代20%（以质量分数计）粉煤灰时,混凝土坍落度增加了38.2%,7 d和28 d强度分别增加了7%和6%;混凝土浸出液中水溶性铬（Ⅵ）的浓度,根据标准的不同其要求也不同。湿法解毒铁铬渣有作为矿物掺合料的可能性,但是需要考虑其水溶性铬（Ⅵ）的浸出量,以确保混凝土的安全使用。     

含C_4A_3矿物硅酸盐水泥中混合材反应程度的研究

采用非蒸发水量法测定含硫铝酸钙矿物水泥的水化程度 ,萃取法测定该水泥中混合材的反应程度 ,通过SEM/EDS观察分析水化产物形貌和种类。结果表明 :粉煤灰水泥的水化程度高于同龄期的矿渣水泥的水化程度 ,粉煤灰的反应程度高于矿渣的反应程度。同龄期粉煤灰水泥中的水化产物多于矿渣水泥的水化产物 ,且水化产物发育更良好