固硫灰特性及其復(fù)合膠凝材料的性能研究.pdf

1、工業(yè)廢棄物的資源化綜合利用是我國工業(yè)實(shí)現(xiàn)“綠色”經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。固硫灰是我國火電廠在控制SO2的排放后,產(chǎn)生的主要廢棄物之一,含有一定的燒粘土質(zhì)礦物,化學(xué)成分與粉煤灰比較相似,適合做建筑材料的原材料。但是,固硫灰應(yīng)用方面存在品質(zhì)差異較大,且其含有的含硫礦物和殘余石灰導(dǎo)致其在復(fù)合膠凝材料中安定性不良等主要問題。目前固硫灰資源化利用程度較低,大多采用堆積或填埋的方式處理。其在建材方面的應(yīng)用主要參照粉煤灰的利用方式,對建材制品

2、帶來的潛在影響尚未經(jīng)過充分論證。本文研究的主要目的在于將固硫灰大規(guī)模安全應(yīng)用于建材工業(yè)中,一方面有利于提高其工業(yè)附加值降低脫硫技術(shù)成本,促進(jìn)脫硫措施在我國火電行業(yè)的大力推廣,另一方面能夠有效降低水泥工業(yè)的環(huán)境污染,實(shí)現(xiàn)綠色化生產(chǎn)。
　　 針對目前固硫狄的大摻量應(yīng)用于復(fù)合膠凝材料體系缺乏系統(tǒng)研究及具體參照標(biāo)準(zhǔn)等問題,本文主要研究固硫灰的物化特性、其作為摻合料配制復(fù)合膠凝材料的力學(xué)性能、變形性能和耐久性能,并在此研究基礎(chǔ)上提出不同品

3、質(zhì)固硫灰的應(yīng)用安全閾值(即最大安全摻量)。研究的主要內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　 1、根據(jù)不同地域燃煤中硫含量差異,針對云南、河北、河南等地的火電企業(yè)所產(chǎn)的固硫灰進(jìn)行資源特性分析。
　　 西南高硫煤地區(qū)的固硫灰含硫量明顯高于其它地區(qū),固硫灰中的含硫量(以SO3質(zhì)量計(jì))約12％,華中及華北低硫煤產(chǎn)區(qū),固硫灰中硫含量較低。固硫灰燒失量較大,礦物相組成主要為CaCO3、SiO2、Fe2O3和CaSO4(硬石膏Ⅱ-E),且顆粒表面較為

4、疏松,棱角狀顆粒的表面和內(nèi)部均有不規(guī)則的凹痕或氣孔。
　　 2、研究了含硫量≤13％,摻量介于15％～45％的固硫灰復(fù)合膠凝材料的基本物理力學(xué)性能。
　　 隨著固硫灰摻量的增加,復(fù)合膠凝材料體系的需水量呈明顯增加的趨勢。同等摻量條件下,隨固硫灰中含硫量減少,需水量呈減小趨勢。不同品質(zhì)固硫灰均有一定的緩凝作用。
　　 本試驗(yàn)條件下,不考慮其它因素的影響,含硫量7％固硫灰,制備42.5強(qiáng)度等級水泥時(shí)固硫灰摻量約為31

5、％,32.5強(qiáng)度等級約為45％。含硫量10％固硫灰摻量為45％時(shí),其28d膠砂強(qiáng)度達(dá)到41.9MPa,制備42.5強(qiáng)度等級水泥時(shí)摻量控制為44％;含硫量13％固硫灰,摻量為45％,28d膠砂強(qiáng)度可達(dá)35.4MPa,制備42.5強(qiáng)度等級水泥的摻量控制約為33％,制備32.5強(qiáng)度等級時(shí)約為50％。
　　 3、選擇膨脹率和干縮后的殘余伸長率兩個(gè)指標(biāo)為表征參數(shù),研究了固硫灰復(fù)合膠凝材料的變形性能。
　　 固硫灰復(fù)合膠凝材料的膨脹

6、率大于純硅酸鹽水泥膨脹率,隨摻量增大,膨脹率增大,且在28d時(shí)均基本達(dá)到膨脹穩(wěn)定期。固硫灰含硫量≥10％,其摻量由30％增至45％時(shí),膨脹率增加量急劇增多。當(dāng)其含硫量為13％,摻量達(dá)到45％時(shí),復(fù)合膠凝材料的膨脹率超出了安全范圍。固硫灰含硫越高,復(fù)合膠凝材料干燥收縮后殘余伸長率愈大,膨脹可轉(zhuǎn)化為預(yù)加應(yīng)力進(jìn)行較長時(shí)間的收縮補(bǔ)償。
　　 4、主要選擇抗硫酸鹽侵蝕和抗凍性兩個(gè)指標(biāo)來評價(jià)摻加固硫灰在耐久性方面的表現(xiàn)。
　　 復(fù)合

7、膠凝材料隨固硫灰摻量的增加其抗硫酸鹽侵蝕性降低;含硫5％固硫灰耐蝕性安全摻量約為40％;含硫7％固硫灰耐蝕性安全摻量約為35％;含硫≥10％固硫灰耐蝕性安全摻量約為3096;同時(shí),各品質(zhì)的固硫灰均能改善復(fù)合膠凝材料的抗凍性,且隨含硫量的增加其改善效果也逐漸增強(qiáng);含硫量13％的固硫灰,摻量約為30％時(shí),改善效果最為明顯。
　　 5、在上述結(jié)果的基礎(chǔ)上,對固硫灰進(jìn)行應(yīng)用安全閾值分析。
　　 利用52.5強(qiáng)度等級硅酸鹽水泥熟料