建筑工程用活化煤矸石性能評價及處理方法研究.pdf

1、本文對陜西地區(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砂漿拌合物及力學性能的影響。研究表明:破碎所產(chǎn)生的煤矸石細粉(粒徑小于0.075mm)可作為惰性填料加入砂漿中,摻入5％的煤矸石細粉可改善砂漿拌合物和易性,同時可提高砂漿的立方體抗壓強度和軸心抗壓強度;煤矸石人工砂5

2、0%替代天然砂時,砂漿分層度最小,70%替代河砂時軸心抗壓強度和彈性模量均達到最小值。
　　2.粘土巖類煤矸石主要礦物組成為高嶺土。采用XRD、TG-DSC和掃描電鏡等測試手段,結合Ca(OH)2消耗法、比強度法、堿溶液離子消耗法和反應程度法等活性評價方法,研究該類煤矸石的最佳熱活化溫度,以及不同煅燒制度時熱活化煤矸石活性的高低,同時比較了幾種活性評價方法各自的特點。試驗結果表明: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定煅燒煤矸石活性。
　　3.采用流態(tài)化數(shù)值仿真程序對流態(tài)化煅燒煤矸石整個過程進行了數(shù)值模擬。通過分析全床壓降與表觀風速關系曲線、臨界流化風速、壓降脈動方差和最小混料時間等多項指標,對室溫和高溫兩種狀態(tài)下流化床內煤矸石的動力學特性進行了研究。結果表明:
　?、倭骰矁葔航惦S表觀風速的提高不斷增大,達到臨界流化風速時出現(xiàn)拐點

4、,隨后進入完全流化階段,床內壓降呈現(xiàn)劇烈脈動;
　?、陬w粒較大(D、E粒級)的煤矸石臨界流化風速隨著溫度的提高而增大;同一溫度時隨流化數(shù)增大,顆粒最小混合時間縮短;同一粒徑高溫狀態(tài)的最小混合時間大于室溫狀態(tài);小顆粒煤矸石(C粒級)隨溫度提高,臨界流化風速降低,且高溫與室溫狀態(tài)下最小混合時間隨流化數(shù)的增大無明顯變化;
　　③同一粒徑煤矸石的壓降平均值隨溫度和流化數(shù)的變化不大,采用室溫試驗可以對流化床全床壓降做較為可靠預測。隨著