活化粉煤灰抑制高矿化度水泥土膨胀的研究

水泥土可用做软土地基处理。在高矿化度水环境中,SO42-与水泥水化产生的AlO3-、Ca2+反应生成大量钙矾石(3CaO•Al2O3•3CaSO4•31H2O)而引起水泥土膨胀破坏,使水泥土加固体强度降低。加入水泥土中的活化粉煤灰,释放出活性二氧化硅,增加了水泥土中SiO32-的浓度,使生成反应向有利于生成硅酸钙（CSH）的方向发展,减少了Ca2+与SO42-、AlO3- 反应,并生成钙矾石的机率,从而对水泥土的膨胀起到了一定的抑制作用。抑制水泥土膨胀的机理,改变离子浓度,控制化合物的生成方向、微粒充填界面效应。粉煤灰被活化的机理是以粉状硅酸钠为主剂的材料,突破了粉煤灰网络聚合度高的表层,使其内部的活性物质得以释放。     

磷石膏制备硫酸钙晶须的结晶行为

以磷石膏为原料制备硫酸钙晶须,从固液比、溶剂浓度、溶解温度以及降温速率对晶须影响的4个方面研究了晶须的结晶行为。对磷石膏和晶须进行了分析测试;利用显微观察及图像分析,讨论了实验条件对晶须长度、长径比和晶须形貌的影响;结合结晶学原理讨论了晶须的结晶行为。结果表明,随固液比的增大,晶须长度和长径比先降后升;随溶剂浓度的增大,晶须的长度和长径比上升;随溶解温度的增大和降温速率的增加,晶须的长度和长径比下降。所制备的晶须平均长度为200~400μm,平均长径比为25~30。晶须长度和长径比的变化能够反映晶须形貌的变化。晶须的结晶分为晶核的形成和晶须的生长两个阶段,实验条件通过影响晶核形成的速率、过饱和度以及磷石膏的溶解量对晶须的结晶行为产生影响。     

水热条件下利用微波加热从粉煤灰合成沸石研究

着重选用NaOH水溶液为反应前驱物, 通过改变反应温度、NaOH浓度与合成时间等参数, 在水热条件下利用微波加热直接对粉煤灰进行晶化, 合成得到了浊沸石、菱沸石、NaP1沸石3种沸石.粉煤灰转化为沸石率约15%~40%.研究表明: (1) 反应体系在15min左右即有合成沸石产生, 30min左右合成沸石转化率达到最佳; (2) 为保证沸石晶核生成和晶体的生长, 反应体系的溶液/粉煤灰比不应低于2.5; (3) 在溶液/粉煤灰比为2.5时, 应控制加热时间在30min左右.      

Sn-Ni化学镀硅酸钙镁矿物晶须的制备与表征

以硅酸钙镁晶须为原料,采用化学镀方法制备一种镀Sn-Ni硅酸钙镁晶须,并用SEM,XRD,EDS和FT-IR对镀Sn-Ni硅酸钙镁晶须进行表征。结果表明:镀Sn-Ni硅酸钙镁晶须是一种针状结构的硅酸盐晶须材料,除有部分聚集增粗外,其形貌几乎没有变化;镀Sn-Ni硅酸钙镁晶须的主要化学组成为:w(O)48.24%,w(Si)10.78%,w(Mg)5.44%,w(Ca)2.26%,w(Sn)22.45%,w(Ni)2.19%,w(Na)4.38%,w(P)2.46%和w(S)1.80%;镀Sn-Ni硅酸钙镁晶须在1100cm-1～850cm-1强吸收区的振动频率的增加值与在750cm-1～600cm-1弱吸收区的振动频率的降低值均为4.98cm-1;镀Sn-Ni硅酸钙镁晶须的主体结构和化学键没有发生根本上改变,Sn-Ni化学镀在本质上是一种物理包覆过程。该研究为提高矿产资源的综合开发和利用水平提供了一种新的思路和方法。     

矿渣-脱硫石膏-电石渣固化剂固化黏土的研究

废弃黏土工程特性较差,难以作为路基材料进行资源化利用,还有工业废渣的产量日益增长,其利用率根本追不上产量,针对该问题研究了不同掺量矿渣-脱硫石膏-电石渣(GGBS-DG-CCS,GDC)固化剂对黏土力学性能和微观机理的影响。采用Design Expert中的box-behnken design(BBD)得出矿渣、脱硫石膏、电石渣的最佳配合比,通过无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度和水稳试验评价了GDC固化土的宏观力学性能;然后采用SEM和XRD分析了GDC固化剂与黏土之间的相互作用机理,并与同掺量的传统水泥固化方案进行对比。结果表明：矿渣、脱硫石膏、电石渣的最佳配合比为11.93︰1.53︰6.01,GDC固化黏土的无侧限抗压强度均随固化剂掺量和养护龄期的增加而增大;相较于水泥固化土,GDC固化土具有更好的水稳定性,且随着养护龄期的增长,GDC固化土呈现出更高的抗压强度、抗劈裂性以及更低的脆性;SEM和XRD分析显示,GDC固化土在养护过程中会不断生成水化硅酸钙(C-S-H)、水化铝酸钙(C-A-H)等胶凝性水化物以及膨胀性水化产物钙矾石(Aft),与水泥土相比,28 d龄期的GDC固化土微...     

以电石渣铁尾矿为原料制备加气混凝土的实验研究

为综合利用固体废弃物,本文以电石渣和铁尾矿为主要原料,铝粉膏作为发气剂开展制备加气混凝土的实验研究,探讨电石渣的粒度、掺量和静停养护温度对加气混凝土物理力学性能的影响,并利用XRD分析了加气混凝土的水化产物。结果表明:当电石渣比表面积为320 m2/kg,掺量为26%(质量百分数),静停养护温度为70℃时,可以制备出绝干密度为579 kg/m3,抗压强度为4.47 MPa加气混凝土制品。电石渣中Ca(OH)2溶于水后,放热量低,不能满足加气混凝土生产的需求,需要提高外部静停养护温度,满足加气混凝土热值需要。XRD分析显示,所制备的加气混凝土中主要结晶相是0.9 nm托贝莫来石、1.1 nm托贝莫来石和1.4 nm托贝莫来石。     

脱硫石膏晶须对水泥石性能的影响

分析了石膏晶须在不同碱溶液条件下的稳定性,通过测试水泥石的力学性能、水化热、孔隙率、断面形貌和水化产物等,分析晶须增强增韧水泥石的机制。结果表明:晶须能稳定存在水溶液中,但在碱性溶液中,部分参与水化;脱硫石膏晶须掺量在2%时,抗压强度和抗折强度最佳;脱硫石膏晶须可提高水泥浆体的水化加速期的反应速率;当掺量在2%,水化放出的热量最大,可促进水泥水化;未水化的晶须通过桥联搭接作用提高水泥石的韧性,部分水化晶须参与水泥水化反应生成适量的钙矾石,从而提高水泥石的力学性能。     

高铝粉煤灰合成莫来石的SEM和XRD研究

以Al2O3含量为52.72%的高铝粉煤灰和工业氧化铝为原料,在1300～1500℃保温2～4h合成了平均含量超过70%的M50、M60和M70莫来石。用SEM和XRD研究了合成莫来石的显微结构和物相组成。结果表明,未经盐酸处理的粉煤灰比用盐酸处理过的粉煤灰合成的莫来石的晶体和长径比大;随粉煤灰中Al2O3含量的增高,合成的莫来石的晶体尺寸和长径比变小,合成莫来石的温度需相应提高至1500℃;恒温时间长短对合成莫来石的影响远小于烧结温度的影响,高温下缩短恒温时间比低温下延长恒温时间有利于莫来石的生成。以高铝粉煤灰为原料合成M50和M60莫来石较为适宜,Al2O3与SiO2的质量比应控制在1.5～2.0。     

红柱石绢云母千枚岩制备莫来石晶须的实验研究

本文以红柱石绢云母千枚岩、NH4Al(SO4)2.12H2O、NaH2PO4.2H2O等为原料,分别在1200℃、1300℃和1400℃下制备莫来石晶须。运用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段,分析了莫来石晶须的形成过程和微观形貌。结果表明,当Al2O3/SiO2(摩尔比)为0.32,烧结温度1400℃,保温时间6 h,可获得长约13~20μm,长径比大于20的莫来石晶须。实验表明,只要条件控制得当,低品位的红柱石矿石也可以制取高质量的莫来石晶须。     

粉煤灰基地质聚合物水热原位转化NaP型沸石分子筛的研究

以固体废弃物粉煤灰基地质聚合物为基本骨架,通过水热合成法将其原位转化为自支撑Na P型沸石分子筛型体,并研究了水热过程中碱液浓度、碱液体积、水热温度和水热时间对NaP型沸石分子筛结晶程度、形貌和机械强度的影响,得到粉煤灰基地质聚合物原位转化Na P型沸石分子筛型体的适宜条件为水热温度100℃、NaOH浓度2.0mol/L、NaOH体积50 m L、水热时间24 h。所得Na P型沸石分子筛型体的抗压强度为23.21 MPa,BET比表面积为50.46 m~2/g,已达到工业生产P型沸石的水平。该法工艺简单,环境友好,可控成型。在此方法的基础上通过改变原料配比和反应条件,可以合成其他类型的沸石分子筛型体。