火山灰反应

摘要： 以水泥、硅灰和粉煤灰为主要胶凝材料制备的低碱度水泥可应用于放射性焚烧灰的固化,但其存在早期强度发展慢、后期强度不高的问题。本文以聚合硫酸铝作为添加剂激发火山灰材料反应活性,通过测定不同掺量聚合硫酸铝加入后固化体的抗压强度、孔隙率及pH值变化,并结合水化产物组成与含量、水化放热特性等表征手段,分析了聚合硫酸铝对低碱度水泥早期水化过程的影响规律和作用机理。结果表明:掺入聚合硫酸铝可以显著提高低碱度水泥固化体的早期抗压强度,使水化放热峰提前,促进了火山灰反应的发生,提高了水化产物的生成量,使微观结构更加密实,同时有效降低试样的早期碱度,有利于抑制焚烧灰中活性铝的腐蚀反应。

摘要： 为解决尾矿发泡水泥应用瓶颈问题,提高尾矿利用率,通过添加氧化石墨烯影响发泡水泥微观结构,提高发泡水泥综合性能。对不同龄期样品的抗压强度、抗折强度、泡孔结构、微观形貌进行表征和分析,研究氧化石墨烯对发泡水泥水化反应的影响规律和作用机理。结果表明,掺入0.03%氧化石墨烯可促进水泥水化反应和尾矿火山灰反应,显著提高尾矿基发泡水泥综合性能,进而提高尾矿的利用率。

摘要： 为实现商混站强碱性废泥的资源化利用,以实验室模拟的商混站强碱性废泥为对象进行人造石制备研究,探究了偏高岭土掺量及水灰比对人造石强度的影响规律及机理,并借助XRD和SEM分析了人造石的物相组成及微观形貌。结果表明:添加偏高岭土可以显著提高人造石的固结强度,当偏高岭土掺量为6%(质量分数)时抗压强度增幅最大,相对于对照组,14 d、28 d强度增长率分别为18.2%、20.3%;随着水灰比的增加,人造石抗压强度呈先增大后减小的趋势,14 d、28 d的抗压强度分别在水灰比为0.44、0.46时达到最大,分别为44 MPa、46 MPa。

摘要： 为解决生物质电厂灰渣堆存量大,利用率低、利用过程二次污染严重等问题,首先,通过利用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、X射线荧光(X-ray fluorescence,XRF)、热重-微分热重(thermal gravity-differential thermogravimetry,TG-DTG)、pH、粒度分析等常规分析方法对生物质电厂灰渣的理化特性进行了分析;其次,对比分析了生物质电厂灰渣建材资源化利用的方式和方法;最后,基于生命周期理论对生物质电厂灰渣建材资源化利用的环境效益和经济效益进行了分析。结果表明:生物质电厂灰渣富含SiO_(2)、Al_(2)O_(3)和Fe_(2)O_(3)等矿物,具有良好的火山灰活性,可直接进行建材资源化利用;目前生物质电厂灰渣的建材资源化主要利用方式是建材掺合料,陶瓷、黏土砖添加剂和路基填充材料;环境和经济评估结果表明生物质电厂灰渣的建材资源化利用不仅可实现灰渣的大规模、无害化利用,还具有良好环境和经济效益。虽然生物质电厂灰渣的建材资源化利用具有广阔的前景,但实现高掺量和大规模应用仍需进一步的研究。

摘要： 作为辅助胶凝材料掺入混凝土是废弃玻璃回收利用的途径之一。研究废玻璃粉掺料对砂浆性能影响及作用机理,结果可为该类应用提供指导。本文研究0~0.075 mm、0.075~0.15 mm和0.15~0.3 mm这三组不同粒径废玻璃粉作为辅助胶凝材料对砂浆力学性能及碱硅酸反应(ASR)膨胀作用的影响。研究发现:掺入玻璃粉粒径为0~0.075 mm可将砂浆28 d抗压强度增加5%~15%,ASR膨胀率减小20.2%;掺入玻璃粉粒径为0.15~0.3 mm则使砂浆28 d抗压强度降低5%~8%,ASR膨胀率增加39.7%。采用热重分析、等离子电感耦合、扫描电镜及能谱分析试验对反应产物、孔溶液、微观结构及其元素分布进行检测。分析认为粒径粗的玻璃粉碱骨料活性强,易发生ASR,导致膨胀率增加;粒径细的火山灰活性强,发生火山灰反应生成了膨胀率低的低钙硅比水化硅酸钙凝胶,该产物不仅会吸收Na^(+)、K^(+),从而减少用于发生ASR的反应物含量,而且更密实,有利于降低孔隙率,减少水的渗透,提高抗压强度并抵抗膨胀压。

摘要： 制备了一定梯度红土含量的红灰样品,通过物理力学性能测试、冻融循环试验分析了红土含量对红灰性能的影响,并采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)等技术探究了红土的作用机制.结果表明:添加红土后,红灰的防水性、力学性能与耐冻融性均得到改善;红灰中红土与Ca(OH)2发生了火山灰反应,生成的水化硅酸钙填充在红灰孔隙中,提高了其结构的致密性;随着红土掺量的增加,红灰的碳化速率加快,有利于其早期强度的提升.

摘要： 为实现商混站强碱性废泥的资源化利用,以实验室模拟废泥为对象,探究矿物掺和料调质对废泥抗压强度的影响规律及机理,并通过比强度法对不同矿物掺和料的火山灰效应进行评价。结果表明,随着掺和料掺入量的增加,调质废泥的抗压强度呈现先增大后减小的趋势。相较粉煤灰和偏高岭土,掺入矿粉后的调质废泥固结产物7 d抗压强度最高;掺入偏高岭土的调质废泥固结产物14 d、28 d抗压强度最高;养护龄期为28 d时,偏高岭土的火山灰强度贡献率最大。

摘要： 天然水硬性石灰(NHL)在古建筑修缮工程中的应用效果是水泥和传统气硬性石灰所无法比拟的,但早期性能发展偏慢的特性使其应用受限。本文研究了矿粉/偏高岭土改性NHL早期硬化过程中物理力学性能、水化放热特性、物相组成和转变以及微观结构演变过程,系统地评估了矿粉/偏高岭土对NHL基材料早期性能发展的影响。结果表明:矿粉可以改善NHL基砂浆的流动性;矿粉/偏高岭土通过火山灰反应生成水化铝酸钙(C_(3)AH_(6))、水化碳铝酸钙(C_(4)AĈH_(11))以及水化硅酸钙(C—S—H),可促进NHL基材料凝结硬化、显著提高其抗压及抗折强度。本研究为推动火山灰质材料复合NHL在古建筑修复工程中的应用提供参考。

摘要： 以火山灰反应胶结硬化机制的土壤固化剂为胶凝材料,宁波盾构渣土为原料,采用对辊挤压成型方法制备免烧陶粒试样,对其物理力学性能、相组成及微观形貌进行表征分析.结果表明:试样各龄期筒压强度随胶凝材料与干盾构渣土质量比(胶土比)的增大而增加,胶土比1:4试样的28 d筒压强度为5.91 MPa;试样吸水率随胶土比的增大而降低,胶土比1:4时,试样吸水率仅8.37％;试样软化系数随胶土比的增大而增大,这和胶土比增大导致试样吸水率降低直接相关,胶土比1:4试样的软化系数为0.82,其主要性能指标达到GB/T 1743.2—2010《轻集料及其试验方法》中人造轻集料的规范要求.

摘要： 研究了蒸汽养护条件下纳米TiO2 (NT)对粉煤灰-水泥体系早期力学性能的影响,并探索了其影响机制.结果 表明:NT的掺入可显著提高粉煤灰-水泥体系的早期抗压强度,其最佳掺量为3％;NT的掺入显著提高了水泥熟料的水化程度及粉煤灰的二次水化程度,增加了水化硅酸钙(C-S-H)凝胶的聚合度;NT的掺入降低了粉煤灰-水泥体系的孔隙率及总孔容,改善了其孔径分布,从而提高了粉煤灰-水泥砂浆的密实度及早期抗压强度.

摘要： 以固相反应动力学理论为基础,推导了粉煤灰与氨氧化钙的火山灰反应动力学表达式,得到了动力学参数,并予以验证.研究结果表明,所得的动力学表达式的计算值与实验结果吻合较好,反映了粉煤灰与氢氧化钙的火山灰反应的规律.提高粉煤灰比表面积、增大水热温度、使片I适当激发剂均可提高该反应速率.

摘要： 用差示扫描量热仪、X射线衍射分析仪和环境扫描电子显微镜研究了活化煤矸石—氢氧化钙体系和活化煤矸石—氢氧化钙—石膏体系在不同养护温度下的火山灰反应,进行了抗压强度测试.结果表明,煤矸石的火山灰反应在养护1d时已经发生,生成水化硅酸钙凝胶、水化铝酸钙、钙矾石等反应产物;适当提高养护温度,有利于增加煤矸石早期反应程度,水化硅酸钙凝胶生成量增多,并由无定形状向纤维状转化,所结合成的网络结构更为细密;过高的养护温度使得水化硅酸钙网络间孔隙增大、钙矾石分解,对强度有不利影响.

摘要： 用差示扫描量热仪、X射线衍射分析仪和环境扫描电子显微镜研究了活化煤矸石氢氧化钙体系和活化煤矸石-氢氧化钙-石膏体系在不同养护温度下的火山灰反应，进行了抗压强度测试。结果表明，煤矸石的火山灰反应在养护1d时已经发，生成水化硅酸钙凝胶、水化铝酸钙、钙矾石等反应产物；适当提高养护温度，有利于增加煤矸石早期反应程度，水化硅酸钙凝胶生成量增多，并由无定形状向纤维状转化，所结合的网络结构更为细密；过高的养护温度使得水化硅酸钙网络间孔隙增大、钙矾石分解，对强度有不利影响。

摘要： 本文通过宏观力学性能测试、X射线衍射分析(XRD)、示差扫描量热分析(DSC)等手段对煅烧煤矸石-Ca(OH)2-H2O体系在不同类型、不同掺量的早强剂作用下,体系的力学性能、组成特征、Ca(OH)2的含量及火山灰反应过程中Ca(OH)2的消耗量等进行了系统研究,结果表明:早强剂Na2SO4、CaCl2·2H2O对煅烧煤矸石的火山灰反应均有明显的激发作用,Na2SO4的激发效果优于CaCl2·2H2O,其适宜掺量在4﹪左右.

摘要： 水泥基材料的表面密实度是影响外来粒子入侵的重要因素.本文选用硅烷偶联剂(APTES)处理过的一种带正电的纳米二氧化硅胶体.在外加电压的作用下将纳米胶体导入水泥基材料的表面孔隙中.胶体中的二氧化硅可以直接填充孔隙或与水化产物氢氧化钙发生火山灰反应生成C-S-H填充到表面孔隙中,从而改善水泥基材料的表面致密性.研究结果表明,使用电迁移SiO2胶体处理后的浆体试样,吸水率与孔隙率都有所降低,说明电迁移处理后试块密实度有所改善;XRD分析结果表明,经过处理的试块所含物质与未经处理的相同,但TG/DSC分析显示电迁移处理的试块中Ca(OH)2含量低于胶体浸泡处理的试块,且SEM的图片证明电迁移胶体处理的试块更加致密,表明电场作用下更多的胶体迁入水泥基材料中.

摘要： 国内外对水泥土的长期强度研究甚少,国内几乎为空白.根据已有相关研究成果,分析了水泥土长期强度特性,并揭示了其机理.一方面,水泥土强度随着时间的增长而增长,至少水泥土中心部分如此,其强度增长持续时间可以达到10年以上,且水泥土的强度与龄期的对数近似线性成比例,机理分析表明火山灰反应是加固体强度长期增长的内因.另一方面,水泥土表层部分在环境作用下,发生Ca淋溶现象,水泥土中的水泥水化产物溶解,Ca从加固体中扩散到桩周环境,从而使得水泥土表层孔隙率增加,强度降低,有效加固范围减少,导致水泥土寿命降低.水泥土的劣化深度与时间的双对数曲线近似成线性关系,且其斜率约等于0.5。

摘要： 粉煤灰、生石灰复合材料在水环境下,通过火山灰反应、生成胶凝性物质,并与复合材料中的中砂凝结成板体,提高桩的强度,从而达到治理旧路软基的作用.

摘要： 目前,我国水泥工业熟料煅烧处于世界领先水平,节能减排降本增效潜力不大.挖掘潜力主要是水泥粉磨,因为我国水泥中熟料含量太高.52.5级水泥含量高达85％以上,42.5级水泥也在65％以上.资源能源消耗过大,环境负荷大,挖掘潜力也大.众所周知,工业废渣用作水泥混合材,在水泥中主要起3个作用:一是活化效应,废渣中活性SiO2、Al2O3与在水泥水化时析出的Ca(OH)2、钙矾石、多余的水起化合反应生成对水泥强度增长有利的新C-S-H凝胶和硫铝酸钙;二是填料作用.它与水泥水化产物结合在一起,起晶核骨架作用;三是紧密堆积作用.当废渣粒径比水泥粒径小得多时,可以提高水泥石密实度,继而提高水泥强度,提高水泥砼抵抗外侵能力,提高耐久性.由于工业废渣自身不具火山灰反应能力,在水泥中只有通过水泥水化时析出的Ca(OH)2激发才会发生火山灰反应.按照反应动力学的一般原理,在其他条件相同的情况下,反应物参与反应的表面积越大,其反应速率越快,反应越完全.说明工业废渣磨得越细,活性越高,对水泥强度贡献亦越大,掺量越多.可见水泥工业节能减排降本增效的有效途径是将工业废渣磨细.

摘要： 本发明涉及一种人工火山灰的制造方法，其最终颜色为灰色。为了以期望方式进行该方法，窑气氛应包含低氧浓度并存在还原剂。然而，由于环境影响和窑单位耗热量的增加，在窑出口处存在一氧化碳是不可取的。因此，本发明所述的方法包括以下步骤：加热(1)，其由以下构成：将原料加热至100‑350°C的温度直至将材料干燥至0‑5％(湿基)的水分质量分数；混合(2)，其由以下构成：将来自加热过程的干燥原料与根据原料中存在的赤铁矿浓度的质量分数为1％‑5％的适当比例的燃料混合；煅烧(3)，其由以下构成：将燃料和原料共混物加热至700‑900°C的温度，氧浓度在1‑5％之间，最后冷却(4)，其由以下构成：快速降低火山灰温度直至600°C的初始步骤，和将火山灰温度缓慢降低直至120°C的最终步骤。

摘要： 本发明公开了一种草木灰‑火山灰天然絮凝剂及其制备方法和用途，该天然絮凝剂主要通过将草木灰与火山灰进行先共混后煅烧而制得，充分利用了废弃的草木灰与火山灰，实现了废弃资源的综合再利用，由于草木灰与火山灰本身是很好的肥料，对环境无毒无害，因而加入水体中后，不会造成水体的二次污染，省略了后处理的工序，且在水处理过程中，天然絮凝剂表现出了优异的絮凝能力，能够广泛使用于各类废水处理中，具有很好的经济效益。

摘要： 本发明公开了一种硅灰/火山灰基地质聚合物混凝土，各原料及其所占重量份数包括：改性火山灰80‑150份，硅灰70‑100份，粉煤灰80‑120份，砂30‑50份，石400‑600份，碱硅酸盐溶液80‑120份，橡胶粉10‑30份。本发明首次提出将改性火山灰部分替代粉煤灰，所得地质聚合物混凝土在保证优异力学性能及和易性的基础上，可进一步改善传统粉煤灰基地质聚合物混凝土存在的收缩大、脆性大及耐久性不足等问题，可为高性能聚合物混凝土的研究和应用提供一条全新思路；并可有效实现低活性火山灰的资源化利用，具有重要的经济和环境效益。

摘要： 本发明涉及一种火山灰基复合协同调节剂及火山灰基水泥浆体，所述调节剂的比表面积为460‑600m2/kg，按重量计，其包含以下组分：火山灰40‑60份、其它物料1‑30份、助磨剂2‑10份、活化剂1‑10份、分散剂1‑10份、悬浮剂1‑10份、流平剂1‑10份、增强剂3‑15份。其不仅价格低廉，而且无毒无害、对地下水及环境无污染，是一种性能优良、施工方便的环保型材料。用该调节剂配制的灌浆材料浆体悬浮性、流动性好、可将应用现场缝隙填满、充填密实、固化体不收缩，还可以达到完全封堵封孔，杜绝瓦斯泄漏的目的。

摘要： 本发明涉及一种人工火山灰的制造方法，其最终颜色为灰色。为了以期望方式进行该方法，窑气氛应包含低氧浓度并存在还原剂。然而，由于环境影响和窑单位耗热量的增加，在窑出口处存在一氧化碳是不可取的。因此，本发明所述的方法包括以下步骤：加热(1)，其由以下构成：将原料加热至100‑350°C的温度直至将材料干燥至0‑5％(湿基)的水分质量分数；混合(2)，其由以下构成：将来自加热过程的干燥原料与根据原料中存在的赤铁矿浓度的质量分数为1％‑5％的适当比例的燃料混合；煅烧(3)，其由以下构成：将燃料和原料共混物加热至700‑900°C的温度，氧浓度在1‑5％之间，最后冷却(4)，其由以下构成：快速降低火山灰温度直至600°C的初始步骤，和将火山灰温度缓慢降低直至120°C的最终步骤。

摘要： 水云母人工火山灰及水云母人工火山灰质复合水泥，是先以水云母岩为原料经高温焙烧或煅烧而成水云母人工火山，再将其与硅酸盐水泥按规定的组分配合比拌合而成水云母人工火山灰质复合水泥；具有大的掺合比和高的强度化，并有优良的化学稳定性，抗磨性及保温、防渗、防水、防冻等性能；广泛用于防水混凝土和防水水泥、建筑水泥和道路水泥。

摘要： 本发明公开了一种基于火山渣和火山灰掺合料的混凝土，其特征在于，以重量份计数，其原料包括：4.3‑7.0份水泥，11‑13份砂子，14.4‑17.1份石子，1.8‑5.4份火山石，0.8‑2.3份火山灰，0.04‑0.07份减水剂。本发明设计了一种基于火山渣和火山灰掺合料的混凝土及其制备方法，该方案在普通混凝土中添加一定比例的火山石和火山灰，火山石轻质高强的特性可以有效减轻混凝土的重度，其不同程度的替代普通碎石骨料还能调节混凝土的重度及强度；火山灰可以改善混凝土的工作性能，并可以与水化产物发生二次水化反应提高混凝土的后期强度；可大幅度降低混凝土制备成本，对于优化成本、提升效益、保护环境具有重要意义，同时对于我国矿产资源的合理配置及绿色可持续发展具有积极作用。

摘要： 本实用新型公开了防止PCB板火山灰前处理刷磨产生火山灰堵孔的装置，包括搅拌箱，搅拌箱上表面的一端贯穿开设有进出料孔，搅拌箱上表面的中部贯穿安装有防护栏，搅拌箱靠近防护栏的上表面安装有导向杆，防护栏内设有电机，搅拌箱靠近防护栏的一侧安装有变频器，电机与变频器电性连接，电机的输出端朝向下方并固定安装有转动杆，转动杆的外部安装有间隔设置的搅拌叶，搅拌箱对应电机的上表面安装有电动推杆。本实用新型在使用的过程中，该装置能够完成火山灰前处理过程中对火山灰搅拌物中的大颗粒物进行沉淀，防止抽取搅拌物中含有大颗粒搅拌物，避免后期火山灰处理PCB板面时产生堵孔的现象，有利于改善PCB外层工序。

摘要： 本发明涉及工程检测技术领域，特别是涉及测定水稳碎石中火山灰质外加剂火山灰反应程度及最佳掺量的方法；该方法是现有EDTA滴定法的改进，用于测定水稳碎石中火山灰质外加剂的火山灰反应程度，可通过一种滴定试验测定多种火山灰质外加剂的反应程度，在同一反应时间规定下，直接比较不同火山灰质外加剂种类及不同计量在水泥稳定碎石中起到的作用大小，并能得出火山灰质外加剂的最佳掺量。

摘要： 本发明涉及利用矿渣及火山灰反应的软底土改良用土壤固化剂组合物及其制造方法，由高炉灰微粉45-65重量%、综合供热供电发电厂燃料焚烧时产生的氧化钙（CaO）含量为40%以上的飞灰10-40重量%、氧化钙（CaO）含量为50%以上且硫酸化物的含量为10%以上的脱硫石膏5-30重量%及氧化钙（CaO）的含量为50%以上的副产烧石灰1.5-10重量%混合而组成软底土改良用土壤固化剂，且所述软底土改良用土壤固化剂利用通过硫酸盐刺激的火山灰反应和潜在水硬性反应而硬化。本发明的软底土改良用土壤固化剂组合物，降低了碱度，抑制了强碱引起的2次环境污染；能够少受强度低下的影响；预期能够作为零排放概念的建筑材料。