建筑工程用活化煤矸石性能評(píng)價(jià)及處理方法研究.pdf

1、本文對(duì)陜西地區(qū)煤礦排出的兩大類煤矸石在建筑工程中的利用方法進(jìn)行了研究。主要成果如下:
　　1.石英巖類煤矸石主要礦物組成為石英,潛在火山灰活性較低,將其破碎至適當(dāng)粒徑,替代廣泛使用的天然砂,研究不同摻量的煤矸石人工砂對(duì)砂漿拌合物及力學(xué)性能的影響。研究表明:破碎所產(chǎn)生的煤矸石細(xì)粉(粒徑小于0.075mm)可作為惰性填料加入砂漿中,摻入5％的煤矸石細(xì)粉可改善砂漿拌合物和易性,同時(shí)可提高砂漿的立方體抗壓強(qiáng)度和軸心抗壓強(qiáng)度;煤矸石人工砂5

2、0%替代天然砂時(shí),砂漿分層度最小,70%替代河砂時(shí)軸心抗壓強(qiáng)度和彈性模量均達(dá)到最小值。
　　2.粘土巖類煤矸石主要礦物組成為高嶺土。采用XRD、TG-DSC和掃描電鏡等測(cè)試手段,結(jié)合Ca(OH)2消耗法、比強(qiáng)度法、堿溶液離子消耗法和反應(yīng)程度法等活性評(píng)價(jià)方法,研究該類煤矸石的最佳熱活化溫度,以及不同煅燒制度時(shí)熱活化煤矸石活性的高低,同時(shí)比較了幾種活性評(píng)價(jià)方法各自的特點(diǎn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:選擇煅燒溫度650℃左右,粒徑范圍0.15～0.3

3、0mm,煅燒時(shí)間1.5h～3.0h,有益于煤矸石形成較高的火山灰活性;NaOH溶液Na+濃度消耗法可快速測(cè)定煅燒煤矸石活性。
　　3.采用流態(tài)化數(shù)值仿真程序?qū)α鲬B(tài)化煅燒煤矸石整個(gè)過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。通過分析全床壓降與表觀風(fēng)速關(guān)系曲線、臨界流化風(fēng)速、壓降脈動(dòng)方差和最小混料時(shí)間等多項(xiàng)指標(biāo),對(duì)室溫和高溫兩種狀態(tài)下流化床內(nèi)煤矸石的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:
　?、倭骰矁?nèi)壓降隨表觀風(fēng)速的提高不斷增大,達(dá)到臨界流化風(fēng)速時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)

4、,隨后進(jìn)入完全流化階段,床內(nèi)壓降呈現(xiàn)劇烈脈動(dòng);
　?、陬w粒較大(D、E粒級(jí))的煤矸石臨界流化風(fēng)速隨著溫度的提高而增大;同一溫度時(shí)隨流化數(shù)增大,顆粒最小混合時(shí)間縮短;同一粒徑高溫狀態(tài)的最小混合時(shí)間大于室溫狀態(tài);小顆粒煤矸石(C粒級(jí))隨溫度提高,臨界流化風(fēng)速降低,且高溫與室溫狀態(tài)下最小混合時(shí)間隨流化數(shù)的增大無明顯變化;
　?、弁涣矫喉肥膲航灯骄惦S溫度和流化數(shù)的變化不大,采用室溫試驗(yàn)可以對(duì)流化床全床壓降做較為可靠預(yù)測(cè)。隨著