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高铝煤矸石复合活化及其火山灰效应分析

建筑材料学报 2016年第2期19卷 248-254页

作者：程海丽杨飞华马保国张杰郝利炜刘国强北方工业大学土木工程学院北京100144 固废资源化利用与节能建材国家重点实验室北京100041 武汉理工大学材料科学与工程学院湖北武汉430070 中冶建筑研究总院有限公司北京100088

采用胶砂强度法研究了机械粉磨、煅烧、增钙煅烧及与化学活化剂复合对内蒙古某地高铝煤矸石活性的激发效果,并采用SEM,XRD,FTIR分析了不同粉磨时间、不同煅烧温度对高铝煤矸石内部结构变化及其活化效果的影响;以强度活性指数、火山灰效... 详细信息

采用胶砂强度法研究了机械粉磨、煅烧、增钙煅烧及与化学活化剂复合对内蒙古某地高铝煤矸石活性的激发效果,并采用SEM,XRD,FTIR分析了不同粉磨时间、不同煅烧温度对高铝煤矸石内部结构变化及其活化效果的影响;以强度活性指数、火山灰效应贡献率为考察指标,分析了不同方式活化的高铝煤矸石的火山灰效应.结果表明:单纯机械粉磨对高铝煤矸石的活性有一定的激发作用,但活化效果有限;煅烧对高铝煤矸石活性有明显的激发作用,其最佳煅烧温度为800℃,此时高铝煤矸石水泥胶砂强度活性指数达126.5%,火山灰效应贡献率达44.7%;增钙煅烧可使其强度活性指数进一步提高到142.6%,火山灰效应贡献率提高到50.9%;在增钙煅烧基础上掺入0.6%(质量分数)的硫酸钠可使其28d抗压强度达到78.9MPa,强度活性指数达到157.0%,火山灰效应贡献率达到55.5%.

关键词：高铝煤矸石复合活化强度活性指数火山灰效应

热活化煤矸石的火山灰效应及其对水泥性能的影响

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材料导报 2011年第22期25卷 118-121,129页

作者：宋旭艳张康韩静云郜志海苏州科技学院土木工程学院苏州215011 江苏名和集团镇江212143

江苏宜兴煤矸石的矿物组成以高岭石和石英为主,将其于550～950℃温度范围内煅烧4h后制成热活化煤矸石样,应用比强度指标分析各活化样的火山灰效应,结果显示750℃煅烧煤矸石对水泥体系的火山灰贡献率较高。将其替代水泥后,随着替代量的增... 详细信息

江苏宜兴煤矸石的矿物组成以高岭石和石英为主,将其于550～950℃温度范围内煅烧4h后制成热活化煤矸石样,应用比强度指标分析各活化样的火山灰效应,结果显示750℃煅烧煤矸石对水泥体系的火山灰贡献率较高。将其替代水泥后,随着替代量的增加,体系标准稠度用水量增加,凝结时间延长,胶砂流动度和胶砂强度均不断降低,但当掺量为20%时,热活化煤矸石水泥的强度可以达到42.5级水泥强度标准;当掺量增至40%时,仍可满足32.5级水泥强度标准。热活化煤矸石水泥水化过程的红外光谱分析(IR分析)图谱显示,随着水化龄期的延长,活性矿物偏高岭石和水泥水化产物Ca(OH2)的特征峰均不断减弱。

关键词：煤矸石火山灰效应水泥性能水化过程 IR分析

机械活化烟气灰的性能特征及其火山灰效应研究

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非金属矿 2009年第4期32卷 17-19,25页

作者：韩静云宋旭艳郜志海苏州科技学院土木工程学院苏州215011

烟气灰是锰铁合金生产过程中排出的一种工业废渣,它的主要成分有SiO2、CaO、MnO等。运用粒度分布测试、X射线衍射分析等现代测试方法对锰渣机械研磨过程中的性能特征进行测定,并用比强度法对机械活化烟气灰的火山灰效应进行分析,结果表... 详细信息

烟气灰是锰铁合金生产过程中排出的一种工业废渣,它的主要成分有SiO2、CaO、MnO等。运用粒度分布测试、X射线衍射分析等现代测试方法对锰渣机械研磨过程中的性能特征进行测定,并用比强度法对机械活化烟气灰的火山灰效应进行分析,结果表明:机械研磨有利于烟气灰的活性激发,随着粉磨时间的增长,烟气灰的比表面积增大,粒径趋于向小粒径方向分布,晶体结构中SiO2由晶形向无定形转变量增加,活性激发效果越好,但粉磨时间过长,细度过细,颗粒间发生团聚现象,则会降低烟气灰的活性,其中粉磨35min、即比表面积为765m2/kg的烟气灰活性激发效果较好。

关键词：烟气灰粒度分布 X射线衍射分析火山灰效应

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化学活化烟气灰的活性评价及火山灰效应研究

材料导报 2010年第16期24卷 76-79页

作者：宋旭艳韩静云郜志海苏州科技学院土木工程学院苏州215011

以常州武进烟气灰为主要研究对象,采用有机激发剂三乙醇胺和复合型激发剂FAA对其进行活性激发,分析化学活化烟气灰的火山灰效应,结果表明,激发剂可明显提高烟气灰的活性,其中三乙醇胺不但具有明显的早强作用,对体系后期强度的发展也有... 详细信息

以常州武进烟气灰为主要研究对象,采用有机激发剂三乙醇胺和复合型激发剂FAA对其进行活性激发,分析化学活化烟气灰的火山灰效应,结果表明,激发剂可明显提高烟气灰的活性,其中三乙醇胺不但具有明显的早强作用,对体系后期强度的发展也有一定贡献。采用Ca(OH)2剩余量测定、X射线衍射分析等方法评定烟气灰的活性,结果表明,激发剂的引入可显著降低活性评定体系中的Ca(OH)2剩余量,其中在三乙醇胺激发下,Ca(OH)2剩余量较少;在激发剂的作用下,活性评定体系中的Ca(OH)2峰值明显下降,烟气灰对Ca(OH)2的消耗明显增加,其中在三乙醇胺作用下体系中的Ca(OH)2峰值较低,表明三乙醇胺对烟气灰的激发效果较FAA好。

关键词：烟气灰化学活化火山灰效应活性评定 Ca(OH)2 X射线衍射分析

量化分析珍珠岩粉在水泥基材料中的火山灰效应

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哈尔滨工业大学学报 2003年第6期35卷 739-742页

作者：喻乐华欧辉华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013

为了量化地分析珍珠岩粉在水泥基材料中的火山灰效应 ,以判定珍珠岩磨细粉用作水泥基材料的掺合料之优劣 ,采用以抗压强度构成为基础的火山灰效应定量指标 ,研究其在水泥砂浆和混凝土中随珍珠岩粉掺量、细度及养护方式、龄期和配合比的... 详细信息

为了量化地分析珍珠岩粉在水泥基材料中的火山灰效应 ,以判定珍珠岩磨细粉用作水泥基材料的掺合料之优劣 ,采用以抗压强度构成为基础的火山灰效应定量指标 ,研究其在水泥砂浆和混凝土中随珍珠岩粉掺量、细度及养护方式、龄期和配合比的变化特征 .结果表明 :经蒸压处理的混凝土即使珍珠岩粉掺量达到2 0 %～ 6 0 % (质量分数 )其抗压强度也可与未掺的基准样品基本一致 ;对混凝土强度的绝对值而言掺合料的最佳掺量为 15 % (质量分数 ) ,此时混凝土强度最高 ;其它火山灰效应参数如 Ra、Rp、Cp 在所讨论范围内大体随着掺量增加而提高 .由此研判珍珠岩磨细粉可作为水泥基材料中替代水泥的辅助胶凝材料 ;同时反映一种掺合料在不同的水泥基材料或养护环境中火山灰效应的差异性。

关键词：珍珠岩粉水泥基材料火山灰效应活性矿物掺合料混凝土水泥砂浆活性指数

超高性能混凝土堆积密实度和火山灰效应量化研究

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超高性能混凝土堆积密实度和火山灰效应量化研究

作者：丑凯湖南大学

学位级别：硕士

本文扼要介绍了可压缩堆积模型的理论基础和比强度法的基本原理,在现有的研究成果基础上,分析了不同水胶比和不同矿物掺合料掺量条件下,矿物掺合料的堆积密实效应和化学效应对超高性能混凝土硬化性能的影响;深入讨论了可压缩堆积模型应... 详细信息

本文扼要介绍了可压缩堆积模型的理论基础和比强度法的基本原理,在现有的研究成果基础上,分析了不同水胶比和不同矿物掺合料掺量条件下,矿物掺合料的堆积密实效应和化学效应对超高性能混凝土硬化性能的影响;深入讨论了可压缩堆积模型应用于粉体颗粒体系堆积密实度计算时,堆积密实度与火山灰效应存在的某种关系;并通过数学工具将堆积密实度和火山灰效应进行了合理量化;最后通过实例,得出了超高性能混凝土配合比设计方法,为超高性能混凝土的配合比设计提供了一条有效的途径。取得了如下主要成果：（1）根据可压缩堆积模型计算的堆积密实度,可以数值化地反映混合料的堆积密实程度;为了能够建立堆积密实度与火山灰效应之间的关系,对堆积密实度进行了无量纲化,定义了堆积密实度贡献值和堆积密实度贡献率,并提出了相应的计算公式。（2）矿物掺合料单掺时,不论水胶比的变化,随着掺量的变化,其堆积密实度与混凝土的抗压强度具有相类似的变化趋势;且通过计算可知,硅灰在四种水胶比下,随着堆积密实度贡献值增大,其火山灰效应强度贡献率也随之增大,堆积密实度与火山灰效应具有相关性,且用堆积密实度量化火山灰效应是合理的。（3）在两个双掺体系中,矿物掺合料的堆积密实效应对超高性能混凝土硬化性能有重要影响,其堆积密实效应根据水胶比、矿物掺量和混凝土的龄期变化而发生变化。且不同水胶比下矿物掺合料的堆积密实度与火山灰效应强度贡献率具有相关性,用堆积密实度贡献率可以模拟不同水胶比下复合掺加矿物掺合料的火山灰效应强度贡献率的变化。（4）在不同水胶比下,无论是单掺硅灰体系还是双掺体系,都可以利用数学工具建立堆积密实度贡献率与火山灰效应强度贡献率之间的关系,从而可以通过混凝土的堆积密实度贡献率计算其火山灰效应强度贡献率的大小。（5）根据不同水胶比,不同矿物掺合料掺量下的混凝土堆积密实度贡献率和火山灰效应强度贡献率之间的数学关系,建立了超高性能混凝土配合比设计模型,并编制了MATLAB计算程序,通过实例进行了超高性能混凝土配合比设计,实现了通过可压缩堆积模型和比强度法来配制超高性能混凝土的目的。

关键词：超高性能混凝土水胶比矿物掺合料堆积密实度火山灰效应

火山灰掺量和细度对水泥基材料的力学性能和微观结构的影响

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水电站设计 2024年第2期40卷 21-24页

作者：钟贻辉中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072 西藏自治区水风光储能源技术创新中心西藏林芝860500

研究火山灰作为水泥矿物掺合料的可行性,以及火山灰掺量和细度对水泥基材料力学性能和微观结构的影响。结果表明,掺火山灰试样28d龄期的最低抗压强度为空白试样的63.9%,最高为空白试样的82.7%,火山灰作为矿物掺合料能够基本满足水工混... 详细信息

研究火山灰作为水泥矿物掺合料的可行性,以及火山灰掺量和细度对水泥基材料力学性能和微观结构的影响。结果表明,掺火山灰试样28d龄期的最低抗压强度为空白试样的63.9%,最高为空白试样的82.7%,火山灰作为矿物掺合料能够基本满足水工混凝土的力学性能要求,同时火山灰对水泥基材料微观结构改善作用明显,具体表现为生成的C-S-H增多,界面过渡区缺陷减少,有害孔数量降低。

关键词：火山灰火山灰细度火山灰掺量火山灰效应力学性能

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热焖钢渣的火山灰活性及其对水泥强度的影响

武夷学院学报 2022年第9期41卷 47-52页

作者：庄赞鹏田尔布三明市公路事业发展中心福建三明365004 福建省工程材料与结构加固重点实验室三明学院福建三明365004 三明学院建筑工程学院福建三明365004

钢渣的主要矿物组成为硅酸二钙和硅酸三钙,与水泥孰料相似,但是水化活性较低。采用热焖、磁选加研磨的工艺对钢渣进行处理制成热焖钢渣,以石粉为对照组,运用强度试验、SEM试验、XRD试验,对热焖钢渣的火山灰活性进行研究。结果显示:热焖... 详细信息

钢渣的主要矿物组成为硅酸二钙和硅酸三钙,与水泥孰料相似,但是水化活性较低。采用热焖、磁选加研磨的工艺对钢渣进行处理制成热焖钢渣,以石粉为对照组,运用强度试验、SEM试验、XRD试验,对热焖钢渣的火山灰活性进行研究。结果显示:热焖钢渣具有火山灰活性,但是活性较小。将热焖钢渣代替水泥,制作不同热焖钢渣掺量的胶砂试块,研究热焖钢渣添加量对水泥强度的影响。结果表明热焖钢渣可作为水泥掺料,但掺量最好控制在20%以内。

关键词：钢渣热浸泡火山灰效应水泥强度

火山岩在水泥基材料中火山灰活性及其应用研究

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火山岩在水泥基材料中火山灰活性及其应用研究

作者：黄珍贵华东交通大学

学位级别：硕士

随着我国土木工程行业快速发展,水泥和混凝土的生产需求日益增加,不仅消耗大量不可再生资源,也使得温室效应、全球变暖等愈发严重,给人类生存及发展带来不利影响。为此,人类有必要进一步研究开发能够部分代替水泥的矿物掺合料,从而减少... 详细信息

随着我国土木工程行业快速发展,水泥和混凝土的生产需求日益增加,不仅消耗大量不可再生资源,也使得温室效应、全球变暖等愈发严重,给人类生存及发展带来不利影响。为此,人类有必要进一步研究开发能够部分代替水泥的矿物掺合料,从而减少不可再生能源的消耗,促进水泥混凝土产业健康持续的低碳绿色发展。火山岩是岩浆经火山喷发到地表快速冷凝而成的岩石。我国火山岩储量丰富且分布广泛,大量试验及研究表明,火山岩富含SiO和AlO的玻璃体结构而具有一定的火山灰活性,掺入水泥和混凝土情况下其内部活性组分SiO和AlO与水泥熟料水化产生氢氧化钙和高碱性水化硅酸钙进行二次水化反应(火山灰效应),生成质量更优的低碱性水化硅酸钙和水化铝酸钙。因此,火山岩是一种可用在水泥基材料中部分取代水泥的矿物掺合料。为研究火山岩用作水泥基材料中辅助胶凝材料,本文在东北地区采集、选择几种活性较好的火山岩样品,采用由化学成分分析法和XRD法结果计算得火山灰活性组分、胶砂强度比得到火山灰活性指数和比强度分析法得各项比强度指标对火山岩在水泥基材料中火山灰活性进行研究,分析火山灰活性组分与火山岩中SiO含量及火山灰活性指数之间的相互关系,并探讨火山岩掺量、龄期和水胶比对其火山灰效应强度贡献率的影响。用火山灰活性组分评价火山岩火山灰活性结果显示:火山岩WY和CN的火山灰活性较大,而火山岩JP、AL和AL的火山灰活性相对较小。通过分析火山岩的火山灰活性组分与火山岩中SiO含量相关性可知,两者线性相关系数R=0.93说明火山灰活性组分与SiO含量存在很强的正相关性,即SiO含量越大,火山灰活性组分越大,越适合作为水泥基材料中的辅助胶凝材料。通过掺火山岩水泥砂浆抗压强度和火山灰活性指数评价火山岩火山灰活性结果表明:火山岩WY、CN、JP和AL均可作为水泥砂浆及混凝土的天然火山灰质材料,其中火山岩WY的火山灰活性最大,可认为是一种优质的辅助胶凝材料,而火山岩JP和AL的火山灰活性相对较小。水泥基材料中火山岩火山灰活性指数与火山灰活性组分呈正相关关系,拟合的线性回归方程精准地揭示了两者之间的相关关系,可用该线性拟合方程将火山灰活性指数转化为火山灰活性组分。用掺火山岩水泥砂浆比强度指标评价火山岩火山灰活性及探讨火山岩掺量、龄期和水胶比对其火山灰效应强度贡献率的影响,其结果发现:火山岩WY的火山灰活性最大,火山岩JP和AL的火山灰活性相对较小。火山岩的火山灰效应强度贡献率随火山岩掺量增大而增大,但随着水胶比的增大而逐渐减少。养护龄期的延长有利于火山灰效应的发挥。用掺火山岩混凝土比强度指标来评价火山岩火山灰活性及探讨火山岩掺量和龄期对其火山灰效应强度贡献率的影响,其结果发现:火山岩CN的火山灰活性最大,火山岩AL的火山灰活性最小。火山岩掺量的增加有利于火山灰效应的发挥。

关键词：火山岩火山灰活性水泥基材料比强度指标火山灰效应