煤矸石综合利用的现状

由于煅烧后的煤矸石具有较强的活性,应继续加强煤矸石作为水泥混合材和混凝土掺合料的研究,开展煅烧煤矸石掺入后对水泥、混凝土强度、抗冻、抗碳化、抗硫酸盐侵蚀和氯离子渗透性等性能的研究,为扩大水泥混凝土中的掺入量,增加煤矸石的利用率提供理论基础。     

基于正交设计的大流动性自燃煤矸石全轻混凝土试验研究

为了实现大流动性自燃煤矸石全轻混凝土的配制要求,采用正交试验分析了粉煤灰取代率、减水剂掺量、砂率3个配合比因素对自燃煤矸石全轻混凝土拌合物工作性及硬化强度的影响.研究结果表明:粉煤灰取代率对拌合物工作性及硬化强度的影响最显著,其次是减水剂掺量和砂率.用粉煤灰取代率15％、减水剂掺量0.72％、砂率42％为参数进行配合比设计时,可使设计强度为C20的自燃煤矸石全轻混凝土在保持拌合物粘聚性和保水性良好的前提下,既实现预拌混凝土大流动性的目标(H＞160 mm),又保证了硬化混凝土具有较高的强度.研究结果对进一步探索预拌全轻混凝土提供了理论参考.     

煤矸石混凝土力学性能试验研究

通过试验研究煤矸石骨料混凝土力学性能,分析了煤矸石骨料掺量对混凝土力学性能的影响规律,以求达到煤矸石的最大利用,减小大量煤矸石堆放对土地及周围环境的污染。通过三因素四水平正交试验及极差分析方法,研究煤矸石混凝土不同比例取代粗细骨料对混凝土抗压强度、劈裂强度、抗折强度的影响规律,得出了不同取代因素下的最优配合比。研究结果表明,煤矸石混凝土抗压强度影响因素由强到弱依次为:碎石水泥中砂;煤矸石混凝土抗折强度影响因素由强到弱依次为:水泥中砂碎石;矸石混凝土劈拉强度影响因素由强到弱依次为:中砂碎石水泥。     

煤矸石混凝土抗硫酸盐侵蚀试验研究

针对煤矸石混凝土结构耐久性问题,制作煤矸石混凝土立方体试件,进行抗硫酸盐侵蚀试验,研究了粉煤灰掺量、水胶比和干湿循环次数对煤矸石混凝土耐久性的影响.结果表明:煤矸石混凝土抗压强度随干湿循环次数增加呈先升高后降低的趋势;干湿循环15次时,煤矸石混凝土抗压强度耐蚀系数与粉煤灰掺量呈负相关,与水胶比关系不大;干湿循环大于30次时,煤矸石混凝土抗压强度耐蚀系数与粉煤灰掺量呈正相关,与水胶比呈负相关,相关显著性强弱表现为干湿循环90次＞干湿循环60次＞干湿循环30次.煤矸石混凝土抗硫酸盐侵蚀能力能满足一般建筑物要求,这为煤矸石混凝土应用提供了试验依据.     

自燃煤矸石混凝土强度及干燥收缩裂缝试验研究

试验以不同环境、不同自燃煤矸石粗骨料取代率为变量对C30自燃煤矸石混凝土的强度及干燥收缩裂缝抵抗性能进行了试验研究,并与普通混凝土试件相对比。结果表明,当相对湿度(RH)为60%时,不同养护温度普通混凝土及自燃煤矸石混凝土的强度有所降低;在相同养护温度、湿度条件下,随着自燃煤矸石粗骨料取代率的增加,强度也略有降低;当试验环境湿度(RH=60%)相同时,普通混凝土及自燃煤矸石混凝土随着干燥环境温度的提高,自由干燥收缩长度变化率也会逐渐变大;在相同干燥温度环境下,随着自燃煤矸石粗骨料取代率的增加,混凝土自由干燥收缩率也会变大,所对应的质量损失也会增大;同时,干燥温度越高,干燥收缩裂缝产生的龄期就越早;当环境干燥温度相同时,自燃煤矸石粗骨料取代率越大,干燥收缩裂缝产生的龄期就越早;但粗骨料取代率对自燃煤矸石混凝土抗拉强度的影响有限。     

煤矸石掺合料的制备及对高强混凝土性能影响

通过研究未燃煤矸石的煅烧温度、恒温时间以及细度对煤矸石-水泥胶砂强度的影响,制备煅烧煤矸石矿物掺合料,并检验胶砂流动度。在此基础上,研究热活化煤矸石掺合料(包括煅烧和自燃煤矸石两种)与其他掺合料复掺的品种、比例以及减水剂掺量对高强混凝土工作性和强度的影响。结果表明:热活化煤矸石粉与硅灰复掺,在高效减水剂共同作用下,配制预拌高强混凝土可行。热活化煤矸石与硅灰复掺,混凝土7 d、28 d抗压强度都明显高于粉煤灰和硅灰复掺。其中掺合料复掺品种及掺量对高强混凝土7 d抗压强度影响非常显著,随着热活化煤矸石粉掺量的递增,混凝土强度明显递增。复掺品种对混凝土28 d劈拉强度影响显著。热活化煤矸石与硅灰复掺对新拌混凝土坍落度的改善不及粉煤灰与硅灰复掺,但能满足预拌混凝土大流动性的施工要求。     

煤矸石混凝土抗氯离子渗透实验研究

为了解煤矸石混凝土抗氯离子渗透性能,以自燃煤矸石为粗、细集料,42.5普通硅酸盐水泥为胶凝材料并掺入粉煤灰,制备煤矸石混凝土试件,进行抗氯离子渗透实验,研究了水胶比、粉煤灰掺量以及抗压强度对煤矸石混凝土抗氯离子渗透性能的影响。结果表明：非稳态条件下煤矸石混凝土氯离子渗透深度随水胶比增加而加深,呈正相关,氯离子渗透深度增长速度在水胶比0.42~0.48时较快,在水胶比0.48~0.56时缓慢;氯离子迁移系数与水胶比呈正相关,与粉煤灰掺量呈负相关;氯离子迁移系数随抗压强度增大而减小,呈负相关,负相关显著性强弱表现为粉煤灰掺量0%<粉煤灰掺量20%<粉煤灰掺量40%。掺入粉煤灰可以改善煤矸石混凝土耐久性能。     

不同取代方式下煤矸石对低强度混凝土强度的影响

以3种煤矸石取代骨料的方式配置低强度混凝土,研究了煤矸石掺量、类型对低强度混凝土坍落度、力学强度等性能的影响规律,并采用岩石点荷载测试和光学显微镜、扫描电镜等方法分析了煤矸石作为骨料对低强度混凝土强度的影响机理。结果表明:煤矸石对低强混凝土的强度影响不仅与取代方式有关,同时也取决于煤矸石的种类;煤矸石取代间断级配粗骨料30%以上时,混凝土抗压强度最大降低为24.9%;煤矸石全取代粗细骨料,混凝土强度会降低40%～60%;在煤矸石已取代连续粗骨料的前提下若继续取代细骨料,抗压强度会继续下降27%,劈裂抗拉强度会下降24.1%。煤矸石对低强度混凝土的强度降低效应主要是自身强度低以及界面过渡区(煤矸石-水泥)薄弱;为缓解因煤矸石取代所造成的强度"弱"化,可适当通过掺入粉煤灰的方法来改善。     

硫酸盐侵蚀环境下水泥砂浆损伤评价研究

通过测定不同硫酸盐侵蚀龄期,不同水灰比下普通硅酸盐水泥和高抗硫酸盐水泥砂浆的相对动弹性模量,评价硫酸盐侵蚀环境下水泥砂浆损伤。试验结果表明,在5%的硫酸钠溶液中长期浸泡的不同水泥砂浆试件,相对动弹性模量均随着硫酸盐侵蚀时间的增加而降低,且随着水灰比的增大而减小。说明由于硫酸盐侵蚀造成的混凝土损伤随着侵蚀龄期的增加而加剧,降低水灰比可以提高水泥砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能。在相同硫酸盐侵蚀环境下,高抗硫酸盐水泥较普通水泥具有良好的抗硫酸盐侵蚀性能。     

磷石膏作缓凝剂对油井水泥性能的影响

利用工业废渣磷石膏替代天然石膏作油井水泥的缓凝剂,对不同熟料细度及不同磷石膏掺量对G级高抗油井水泥强度及抗硫酸盐侵蚀等性能的影响进行了研究。结果表明,水泥石强度随着油井水泥熟料细度的增加而增加,当油井水泥熟料的细度达到400m2/kg时,水泥石强度较高;随着磷石膏掺量的增加,水泥石强度呈现缓慢上升趋势,同时表明磷石膏替代天然石膏对水泥石强度影响不大,磷石膏替代天然石膏对高抗油井水泥的抗硫酸盐侵蚀性能未造成不良影响。