原文传递
低热值煤灰渣协同胶凝制备高性能路面基层材料
| 论文题名： | 低热值煤灰渣协同胶凝制备高性能路面基层材料 |
| 关键词： | 路面基层材料;粉煤灰;物料配比;振动搅拌;力学性能 |
| 摘要： | 煤炭是我国的基础性能源，在开采和洗选煤炭过程中产生了大量低热值煤。目前，低热值煤主要采用循环流化床燃烧加以利用，在此过程中不可避免地产生了大量燃煤灰渣。将低热值煤灰渣用作路面基层材料是其资源化利用的重要方式之一。本文分别考察了不同组分低热值煤灰渣的胶凝性能差异、不同物料配比以及振动强化搅拌对路面基层性能的影响规律，以期为低热值煤灰渣协同利用制备路面基层材料提供理论指导。具体研究结果如下： （1）选择不同组分的低热值煤流化床灰为原料，探究粉煤灰组成、水泥掺量和脱硫石膏掺量对胶凝试块力学性能的影响。结果表明，低热值煤流化床灰与水泥制成的胶凝试块力学性能具有显著差异，即平朔灰（PS-FA，31.9MPa）gt;长治灰（CZ-FA，29.8MPa）gt;阳泉灰（YQ-FA，14.5MPa）。YQ-FA的强度仅为PS-FA和CZ-FA的50%左右；究其原因主要与灰中Al2O3、SiO2等活性成分含量有关，PS-FA和CZ-FA中存在大量活性成分更有助于生成水化硅酸钙（C-S-H）和水化铝酸钙（C-A-H）等胶凝产物，从而增强了胶凝试块力学性能。此外，通过控制水泥掺量可以调整胶凝试块力学性能，水泥掺量与胶凝试块力学性能呈现等比例升高趋势；添加脱硫石膏也有助于改变胶凝试块力学性能，当脱硫石膏添加量为6～8%时，胶凝试块力学性能提升最佳。 （2）以低热值煤流化床灰渣为原料，探究泥灰比、骨胶比、炉渣占比对路面基层性能的影响。结果表明，在水泥-粉煤灰-碎石体系中，骨胶比2:8，泥灰比1:3条件下，PS-FA制备的7d无侧限抗压试块强度达到6.5MPa，达到高速公路和一级公路交通路面基层标准；YQ-FA制备的7d无侧限抗压试块强度达到4.2MPa，达到高速公路和一级公路重交通和二级及二级以下公路交通路面基层标准。在水泥-阳泉粉煤灰-碎石体系中，胶凝料配比最佳在15～20%最好。鉴于炉渣高脆性、高吸水率的特点，仅可将其用于替代小直径碎石，最佳替代率为50%。 （3）通过改变搅拌方式强化物料混合效果，对比分析了人工搅拌、普通搅拌和振动搅拌对胶凝试块力学性能的影响。结果表明5%OPC、15%PS-FA/15%YQ-FA的试块振动搅拌相较于普通搅拌性能提升8.7%、17%。主要因为振动搅拌可以促进材料宏观和微观均匀性，增加物料颗粒间相互碰撞的次数，加快水泥水化作用。PS-FA试块添加FGD后性能提升1.8%，因为YQ-FA本身就含有大量的含水硫酸钙，YQ-FA试块添加FGD后性能下跌。10%OPC、10%YQ-FA的试块振动搅拌相较于普通搅拌性能提升9.8%。说明振动搅拌针对粉煤灰含量高的试块性能提升更明显。5%OPC、10%YQ-FA的试块振动搅拌相较于普通搅拌性能提升20.3%。振动搅拌强化了胶凝料与骨料的级配作用和粘结作用。 |
| 作者： | 张鑫泽 |
| 专业： | 资源与环境 |
| 导师： | 程芳琴;燕可洲;张运峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山西大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
