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脱硫灰在干粉砂浆中的应用研究

作　者: 胡岳芳
导　师: 胡明玉；魏东彤
学　校: 南昌大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 脱硫灰硅藻土激发剂正交试验干粉砂浆微观
分类号: TU578.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

我国是一个以煤炭为主要能源的国家,电力生产以火力发电为主。S02排放量已居世界首位,其中燃煤排放S02占其总排放量的90%以上。循环流化床燃烧技术是近年来在国际上发展起来的新一代高效、低污染清洁燃烧技术,我国近几年来也有近千台循环流化床锅炉投入运行或正在制造当中。随着电厂循环硫化床脱硫工艺的广泛应用,电厂的脱硫粉煤灰渣量有不断增大的趋势。因此,开展脱硫灰渣无害化、减量化、资源化处理研究迫在眉睫。本文首先对脱硫灰的化学成分、物理特性、微观结构和活性特点进行了分析,然后利用正交试验探索了生石灰掺入对脱硫灰水泥干粉砂浆的影响；确定了以脱硫灰为主要原料,加入适量水泥,掺入适量激发剂、硅藻土和减水剂,制备干粉砂浆的正交优化试验方案；在正交优化试验方案中,研究了水泥用量、水胶比、硅藻土掺量对脱硫灰水泥干粉砂浆的稠度和7d、28d、60d抗压强度的影响,得出了最佳实验室技术方案。在此基础上,利用X射线衍射和扫描电镜SEM技术进行了脱硫灰的水化机理分析。得出以下结论：(1)脱硫灰中结晶矿物主要有石英和硬石膏等,结构中存在大量碳质微粒和絮状玻璃态物质,颗粒表面结构比较疏松,且含有大量微小空隙,这是导致脱硫灰需水量大、对减水剂吸附性大的主要原因。同时,正是由于该脱硫灰中存在大量玻璃质物质,使该灰具有较大的火山灰活性。(2)探索性试验表明,在干粉砂浆中加入一定量的生石灰会造成砂浆早期开裂,主要原因是脱硫灰中含有一定量的游离CaO和Ⅱ-CaSO4,加入生石灰导致砂浆开裂更为严重。(3)正交试验表明,以脱硫灰为主要原料,加入适量的水泥,掺入少量的激发剂和减水剂,可以制备性能优异的干粉砂浆；最佳方案为A3B2C1,即水泥用量为25%,水胶比为0.80,激发剂掺量为2%；其制品的稠度56mm,28d抗压强度12.94MPa,可以达到M10等级的砌筑和抹面砂浆的要求。(4)正交优化试验表明,最佳方案为A3B2C1,即水泥用量为20%,水胶比为0.80,硅藻土掺量为3%；其制品的稠度41mm,28d抗压强度10.70MPa,可以达到M10等级的砌筑、抹面和地面砂浆的要求。(5)微观分析表明,脱硫灰水泥砂浆中晶体矿物主要有石英、方解石、水化硅酸钙等；随着水泥用量的增加,砂浆试块中水化硅酸钙的含量逐渐增多,水化硅酸钙纤维结构越来越密实,强度越高。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第1章绪论  9-16
  1.1 选题背景  9
  1.2 研究意义  9-10
  1.3 国内外研究发展现状  10-14
    1.3.1 干粉砂浆的研究现状  10-11
    1.3.2 干粉砂浆外加剂研究  11-12
    1.3.3 干粉砂浆矿物研究  12-13
    1.3.4 干粉砂浆生产的技术可行性  13
    1.3.5 脱硫灰用作干粉砂浆的的研究现状  13-14
  1.4 脱硫灰作干粉砂浆有待研究的问题  14
  1.5 本课题的研究内容  14-16
第2章原材料及试验方案  16-24
  2.1 试验原材料  16-19
  2.2 技术路线  19-20
  2.3 探索性试验  20-21
  2.4 正交试验  21
  2.5 正交优化试验  21
  2.6 砂浆试块制备方法  21-22
  2.7 砂浆物理力学性能测试方法  22-24
    2.7.1 稠度测定  22
    2.7.2 抗压强度fcu测试  22-24
第3章探索性试验结果及分析  24-27
  3.1 干粉砂浆的物理力学性能指标  24-25
  3.2 探索性试验结果与分析  25-26
    3.2.1 探索性试验结果  25
    3.2.2 探索性试验分析  25-26
  3.3 本章小结  26-27
第4章正交试验结果与分析  27-38
  4.1 正交试验方案  27-28
  4.2 试验结果  28-29
  4.2 正交试验结果分析  29-37
    4.2.1 正交试验稠度分析  29-31
    4.2.2 正交试验试块7d抗压强度分析  31-33
    4.2.3 正交试验试块28d抗压强度分析  33-34
    4.2.4 正交试验试块60d抗压强度分析  34-36
    4.2.5 正交试验综合分析  36-37
  4.3 本章小结  37-38
第5章正交优化试验结果与分析  38-49
  5.1 正交优化试验方案  38-39
  5.2 优化试验结果  39-40
  5.2 正交优化试验结果分析  40-47
    5.2.1 正交优化试验稠度分析  40-42
    5.2.2 正交优化试验试块7d抗压强度分析  42-43
    5.2.3 正交优化试验试块28d抗压强度分析  43-45
    5.2.4 正交优化试验试块60d抗压强度分析  45-47
  5.4 正交优化试验综合分析  47-48
  5.5 本章小结  48-49
第6章微观分析  49-58
  6.1 X射线衍射分析  49-53
    6.1.1 X射线衍射的原理  49
    6.1.2 试验结果分析  49-53
  6.2 扫描电镜  53-57
    6.2.1 扫描电镜的原理  53
    6.2.2 试验结果分析  53-57
  6.3 本章小结  57-58
第7章结论与展望  58-60
  7.1 结论  58-59
  7.2 进一步研究方向  59-60
参考文献  60-61

脱硫灰在干粉砂浆中的应用研究

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