电解金属锰渣制备泡沫混凝土实验研究

电解金属锰渣是锰矿石采用电解法生成电解金属锰时产生的浸出渣,其理化性质证实了其资源化利用的潜力。建立了电解金属锰渣-水泥-飞灰-细砂胶凝体系,经蒸压制备成超轻泡沫混凝土。主要探讨了水泥、石灰、石膏的添加对泡沫混凝土抗压强度的影响。结果显示,当凝结体系的配方为电解金属锰渣35.6%、水泥14.1%、细砂34.3%、石灰16.0%、石膏0.05%,在1.2MPa的蒸汽压下保养6h时的抗压强度最佳。中试实验生产出来的泡沫混凝土满足国家标准DBJ 50-055—2006中B07等级,可为电解金属锰渣资源化利用提供了一种创新的技术途径。     

以秸秆纤维废弃物为还原剂生产金属化球团

秸秆纤维是以玉米、小麦、水稻等作物秸秆为原料,经汽曝-水洗-机械分梳提取有用物质后,通过气流粉碎和有机糖提纯后得到的产物,是一种清洁、可再生的还原剂。在掌握秸秆纤维特性的基础上,对秸秆纤维用于转底炉直接还原工艺生产DRI进行了探讨。研究结果表明:秸秆纤维尽管其固定碳含量较低,但其氢含量较高,灰分和硫含量较低,且其纤维状结构有利于含碳球团成球。与传统还原剂相比,秸秆纤维含碳球团具有更好的还原效果和更高的抗压强度。此外,秸秆纤维含碳球团也有C/O低和还原时间短的优点,适宜的C/O和恒温时间为0.8和15 min,且选用秸秆纤维粒度小于0.15 mm时效果更佳。     

消防射水对火灾后高性能混凝土剩余抗压强度的影响

对火灾后消防射水对高性能混凝土(HPC)剩余抗压强度的影响进行了研究。分析了在不同温度、不同冷却方式条件下,C40HPC剩余抗压强度的变化规律,并利用ORIGIN 7.5软件,拟合了高温作用后HPC剩余抗压强度与温度之间的关系。研究表明:消防射水对高温作用后的HPC的剩余抗压强度的影响很大,射水冷却后的HPC剩余抗压强度明显低于自然冷却后的剩余抗压强度;随着破坏温度的升高,经消防射水冷却的HPC剩余抗压强度呈衰减状态。最后,建立了自然冷却及消防射水冷却条件下,C40HPC剩余强度与火场温度之间的二元回归曲线公式。     

饱和混凝土单轴拉伸动态统计损伤本构模型

饱和混凝土中孔隙自由水的存在对材料的力学性能有显著的影响,动态工况中主要表现为自由水的粘性效应,且该效应随细观损伤引起的微裂纹密度的改变而变化。本文结合太沙基"有效应力原理",建立了饱和混凝土考虑动态应变率效应的单轴拉伸统计损伤模型,将材料宏观力学性能同细观损伤机理有机地结合起来,综合考虑了动态条件下惯性效应和自由水粘性效应的影响,认为材料自身的惯性效应引起材料破坏形态以及细观损伤演化过程的改变;水的粘性效应则调整了混凝土基体的受力状态。通过算例和试验结果比较,表明该模型可预测等应变率加载情况下饱和混凝土材料均匀损伤阶段的动态拉伸本构行为,形象地描述了饱和混凝土材料动态损伤演化机制。     

城市污泥为掺料烧结砖的生产性试验研究

进行了城市污泥为部分原料生产烧结砖的生产性试验。结果表明：污泥掺量在6%和5%之内的页岩及粘土烧结普通砖,强度等级分别达到MU10和MU15（GB5101-2003）以上,均可作为承重砖体使用。污泥掺量在5%之内的页岩烧结空心砌块,强度等级为MU3.5（GB13545-2003）,可作为填充墙（或隔离墙）使用。研究结果还表明：4.45%泥掺量页岩烧结普通砖热导率为0.295 W/(m·K),较普通页岩砖0.312 W/(m·K)明显降低;4.45%干污泥掺量页岩空心砌块墙体传热系数为1.33 W/(m²·K),满足《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ 134-2001） 1.5 W/(m²·K)的要求,节能效率提高11.3%,墙体隔热保温性能得到显著改善。     

水泥固化污染土电阻率试验研究

通过低频交流电阻测试仪测定在室内制备的水泥固化污染土样的电阻率,采用电阻率法研究龄期、水泥掺入比、似水灰比及污染物含量对固化土电阻率的影响.结果表明,固化污染土的电阻率随着似水灰比和污染物含量的增加而减小,随着龄期和水泥掺入量的增加而增大,与无侧限抗压强度呈线性正相关.研究表明,可以通过固化土电阻率反映水泥固化土桩成桩质量和水泥固化土强度等指标.     

污泥焚烧灰固化处理技术研究

研究了硅酸盐水泥、高铝水泥、高岭土和β-萘系减水剂在污泥焚烧灰固化技术中的应用效果。考察了污泥焚烧灰固化块(以下简称固化块)的抗压强度,测定了固化块的重金属浸出毒性,并采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析固化块组成和微观结构。结果表明,4种物质对提高固化块的抗压强度均具有较好的效果,硅酸盐水泥、高铝水泥、高岭土和β-萘系减水剂的适宜掺量分别为10、30、20、1.0g(以100g污泥焚烧灰中掺加的质量计)。XRD和SEM分析结果显示,经固化处理后制得的固化块结构密实,存在石英(SiO2)、水化硅铝酸钙(CaAl2Si2O8)和水化硅酸铝钙(Ca2Al2SiO7)等物质,其中水化硅铝酸钙等凝胶物质有利于提高固化块的抗压强度。     

利用给水厂污泥制备透水砖的实验研究

以给水厂污泥、粉煤灰和普通砂为主要原料,添加一定量的粘结剂制备透水砖。探讨了污泥掺加量、烧结温度和成型压力对透水砖基本性能的影响,结果表明,当污泥掺量为30%～40%,添加30%～35%,粒径为1.0～1.4 mm普通砂颗粒时,在30 MP压力下成型、1 150℃下烧结制备出的成品抗压强度达36.53 MP,透水系数为1.08×10-2cm/s,满足JC/T945-2005《透水砖》相关要求。     

基于响应面法的污泥快速固化效能综合影响

针对现有污泥固化技术存在的固化养护时间长、低温条件下固化效能低等问题。研究提出污泥快速（3d）固化技术,采用响应曲面分析方法,重点考察了石灰、组分A、硅酸盐水泥、粉煤灰和温度等5因素对固化效能的综合影响,研究结果表明,石灰、组分A、硅酸盐水泥、粉煤灰和养护温度等因素对3d固化体的无侧限抗压强度和含水率的线性效应显著,石灰和组分A、石灰和养护温度对无侧限抗压强度的交互影响显著,石灰和粉煤灰、组分A和养护温度、硅酸盐水泥和粉煤灰对含水率的交互影响显著;得出了5因素对固化体3d无侧限抗压强度和含水率影响的定量模型,可对污泥快速固化进行优化和预测;并利用XRD和SED对污泥固化块的化学成分和微观结构进行了分析。     

利用钢渣制备多孔吸声材料的研究

为促进钢渣的高附加值利用,研究了以钢渣为主要原料,以微硅粉为粘结剂,采用烧结成型的方法制备的多孔吸声材料的吸声性能及力学性能。结合X射线荧光分析、X射线衍射分析、热重分析、扫描电镜观察和化学分析等测试方法,对样品的化学组成、矿物组成、烧结制度、微观形貌和体积稳定性进行了分析。结果表明,利用钢渣制备的多孔吸声材料具有良好的吸声性能,材料的体积稳定性良好且在吸声性能最佳时的抗压强度为5.41 MPa,是一种适用于解决城市道路、高速路和铁路噪音污染问题的吸声材料。