高活性粉煤灰注浆材料的防渗特性及 在帷幕灌浆工程中的应用

高活性粉煤灰注浆材料与普通水泥注浆相比较,具有颗粒细、渗透性好、结石率高,强度可靠,耐久性好,成本低等优点,适用于岩土工程的防渗加固处理。实践证明,高活性粉煤灰注浆材料用于水库在坝的帷幕灌浆有较好的防渗抗渗效果,能显著提高坝基的防渗质量,是一种较为理想的防渗注浆材料。     

掺土粉煤灰的工程性质试验研究

粉煤灰是火电厂燃煤的副产品,如何处理利用是国内外十分关注的问题。目前,解决这一问题的途径很多,利用粉煤灰进行筑坝或作为基础填筑材料是比较有效的消纳方法。粉煤灰是一种轻质、多孔松散体,在许多方面具有比较优越的工程性能,但因为纯的粉煤灰缺少必要的凝聚力,对水的反映较为敏感,从而对工程的安全运行造成不利影响。在粉煤灰中掺合不同量的黏土有望改善粉煤灰的工程性能,对不同掺土量粉煤灰力学特性的研究有助于更好促进粉煤灰的工程应用。以咸阳渭河电厂粉煤灰为研究对象,对其掺入不同比例的黄土掺合形成掺土粉煤灰,通过击实试验、压缩试验、直剪试验和三轴试验等研究不同掺土量下粉煤灰的工程特性,得到不同掺土量对粉煤灰变形及强度特性的影响规律,为在工程中有效利用粉煤灰,改善其工程性质提供参考。     

磷石膏混合料的再生

磷石膏加入二灰混合料,可以有效提高二灰混合料的早强,并且改善基层的路用性能。但是磷石膏含量过大,则造成混合料膨胀过大,强度降低甚至丧失。基于磷石膏石灰粉煤灰混合料的反应机制,通过一系列的室内和室外试验说明：不当的磷石膏配合比,是造成某磷石膏石灰粉煤灰混合料底基层遇水膨胀量增大、强度丧失的主要原因。同时,验证了粉煤灰含量与磷石膏含量最佳配合比为1：1,在此基础上提出磷石膏混合料的再利用的处置方案。     

粉煤灰混凝土在矿井支护应用中的可行性研究

在试验的基础上,研究了粉煤灰代替部分砂和水泥应用于井下巷道锚喷支护混凝土配料的可行性,讨论了粉煤灰混凝土抗压强度的主要影响因素及变化规律。结合井下初步应用性检验,确定了粉煤灰作为喷射混凝土掺合料的最佳掺量和配合比。      

系列富硅铝矿石水热晶化法合成纳米莫来石复相粉体的研究

分别以粉煤灰、煤矸石、红柱石千枚岩、油页岩渣等富硅铝矿石为原料,经过除杂、煅烧活化后,利用水热晶化法制备出纳米莫来石复相粉体。采用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、能量色散X射线荧光光谱分析(EDX)和选区电子衍射(SAED)等手段研究了复相粉体的物相组成与显微结构,并用魔角旋转核磁(MAS~NMR)分析水热晶化反应机理。结果表明:经过一定温度煅烧活化后,当NaOH溶液浓度为2~3 mol/L、搅拌温度80~90℃、恒温3 h、液固比为10 mL/g时,上述四种原料均可制得以莫来石为主晶相的纳米复相粉体,其中以煤矸石、红柱石千枚岩、油页岩渣为原料制备的晶体均为结晶良好的柱状晶,平均长度分别为50、300和150 nm,平均长径比分别为4、3.5和3.75;以粉煤灰为原料制备的晶体主要呈现棒状、针状和纤维状,其棒状晶长度约30~80 nm、直径约4.5~30 nm。     

加高扩容贮灰场地震响应特性及其稳定性评价

贮灰场主要用于储存燃煤电厂排出的粉煤灰和炉渣,在加高扩容时应特别注意地震作用下的稳定性。通过现场试验和数值模拟手段,研究了某贮灰场加高扩容前后的液化可能性、动力响应及稳定性。结果表明:(a)加高扩容后四级坝的峰值加速度和峰值水平位移相比现状三级坝响应更加显著。(b)子坝坝体粉煤灰不液化,库内可能出现液化。输入地震动峰值加速度越高,库内液化区明显增大,加高扩容后库内液化区域增大。(c)地震作用下贮灰场三级坝与拟筑四级坝的潜在滑动面位置均位于子坝坝系。随拟筑四级坝高程增加,最小安全系数减小。根据该贮灰场Ⅷ度抗震设防烈度要求,加高扩容前后贮灰场的稳定性均满足抗震规范要求。研究成果可为贮灰场加高扩容后的抗震设计提供理论依据。     

动荷载作用下粉煤灰改性黄土的震陷特性

针对黄土地区实现工程施工材料本土化和科学利用粉煤灰问题,对不同配比条件下粉煤灰改性黄土进行重塑非饱和试件的动三轴震陷试验,研究其在动荷载作用下的震陷特性,分析粉煤灰掺入量对动变形模量和动残余应变的影响变化规律。研究结果表明:粉煤灰掺入量对黄土震陷性质的影响较大。相同固结应力水平下,动变形模量和动残余应变随粉煤灰掺入量呈现出不同的变化规律,随着粉煤灰掺入量的增加,黄土动变形模量也随之增大,残余应变则减小。动变形模量与动残余应变之间的变化趋势满足幂函数关系;黄土掺加约20%粉煤灰改性后就能够有良好的抗震陷性能。研究成果可为黄土地区地基的抗震防震设计提供借鉴依据,具有重要的工程实用价值。     

强夯法处理粉煤灰地基效果评价

在青岛娄山河污水处理厂使用强夯法对粉煤灰地基进行处理,通过定量计算分析强夯前后土工试验、原位测试结果,评价粉煤灰物理力学性质的改善状况;分析原位测试试验成果之间的内在联系,对强夯法加固粉煤灰地基的效果评价进行了初步研究。结果显示,强夯有效加固深度内的粉煤灰层物理力学性质发生了明显改善,但其孔隙比仍大于1.0;点夯过程宜及时排水,以提高夯实效率。本文研究结论对粉煤灰地区的加固具有一定的指导和参考意义。     

活性MgO−粉煤灰固化淤泥耐久性研究

将绿色环保活性MgO?粉煤灰材料引入淤泥固化,采用系列室内模拟试验,深入研究冻融、浸水和干湿等复杂气候环境下活性MgO?粉煤灰固化淤泥试样的外观形貌和强度特征,明确外界环境干扰诱使固化淤泥性能演化的内在规律。结果表明：活性MgO?粉煤灰固化淤泥具有良好的抗冻融、抗干湿及水稳性,且活性MgO?粉煤灰掺量及MgO/粉煤灰配比提高可进一步改善活性MgO?粉煤灰固化淤泥试样的耐久性能。冻融、浸水和干湿等复杂环境显著劣化固化淤泥抗压强度,其强度水平均低于同龄期标准养护试样。固化淤泥试样无侧限抗压强度随冻融循环次数增加而逐渐降低,随浸水时间增加先降低后趋于稳定,随干湿循环次数增加呈降低的趋势。基于所得试验结果,提出了活性MgO?粉煤灰固化淤泥耐久性演变的内在微观机制模型。     

露天堆放粉煤灰对地下水的污染研究

中国是煤炭资源非常丰富的国家,大多数火力发电厂均以煤炭为其电力生产的基本燃料,而其副产品粉煤灰则露天 露天堆放。粉煤灰中含有的大量重金属和放射性元素是潜在的污染源,尤其是对水环境的污染。文中选取一位于安徽淮北 的火力发电厂的储灰场,对其周边地表及地下水进行野外采样和分析,并取该灰场粉煤灰进行元素含量、矿物成分的分析 及室内淋滤实验。结果表明粉煤灰堆放场周边 12 个取样点的地下水水样中 NO3-,Cr6+,Se 含量超标,其中超标最严重的 Se 的超标率占检测水样的 58.3%,最大浓度值达到III类标准的 6.6 倍。进一步应用主成分分析和聚类分析方法对研究区地下水 离子进行水源分析,发现地下水化学成分主要有 3 个来源:天然背景下,很少受人为影响的水源,其贡献率为 53.32%;第 二个来源反映了处于径流区或排泄区的地下水源并受到一定程度人为因素的影响,其贡献率为 17.37%;第三个来源反映了 粉煤灰对地下水的污染,其贡献率为 14.96%。聚类分析的结果进一步验证了粉煤灰场污染地下水中的空间分布特征:即离 灰场越近,埋深越浅受污染的风险就越大。主成分分析和聚类分析法的应用为今后开展灰场对周围地下水影响的研究,确 定地下水是否受到污染及污染来源 , 提供了一条有效途径。