煤矸石的活化过程及其胶凝性能研究

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1、CMYK材料研究与应用煤矸石的活化过程及其胶凝性能研究廖树基（中山市华城混凝土管桩有限公司）【摘要】本文以江苏宜兴煤矸石为主要研究对象，采用热活化地方法对其活性激发，运用XRD方法对其进行分析显示煤矸石在煅烧温度为700℃、保温时间为6h时，高岭石分解较完全，活性物质SiO和AlO相对较多；对活化煤矸石-Ca(OH)-水体系3d抗压强度分析和胶砂强度分析表明煤矸石2232在煅烧温度为700℃、保温时间为6h的抗压强度最好，胶砂流动度最大，胶砂强度相对较高。【关键词】煤矸石；热活化；化学激发；XRD分析；石灰吸收；力学强度1引言2方案准备煤矸石是含碳岩石和其它岩石的混合物，前者包括

2、2.1原料碳质页岩、碳质砂岩等，还有少量的煤，后者包括页岩、煤矸石：取自江苏宜兴的煤矸石，水泥：采用句容台砂岩、砾岩等伴随着煤层共生的煤矸石经历了多种环境泥P.Ⅱ52.5R硅酸盐水泥，人工砂：粗砂：细砂=3:7，的变化与漫长的年代变迁，因此，它与大多数天然材料Ca(OH)2，激发剂：自制激发剂。一样，具有相对稳定的化学结构，从而具有低的化学反2.2研究方法应活性。从利用的角度考虑，必需借助外力、热及其它活⑴煤矸石的热活化过程性激发物质的作用过程，才有可能改变煤矸石的结构状将煤矸石原料经破碎机破碎后放在量程为1000℃态和相组成，从而使其转变成为具有一定化学反应活性的马沸炉中按6个

3、温度段(500～1000℃，间隔100℃递的可利用材料，并通过这个作用过程，去除或减少、或转增)、3个保温时间(2h、4h、6h)煅烧成18个试样。将煅变其所含的对利用有害的组分。煤矸石在组成上属于低烧煤矸石经SYMФ500×500球磨机粉磨后取出，密封保CaO的SiO2-Al2O3体系混合材。目前煤矸石的活化方式存，待用。主要有热活化、机械活化、化学活化以及复合活化等，但⑵煤矸石的流动度和胶砂强度试验方法对活性激发效果最为显著且适合在水泥工业中应用的流动度实验按GB2419-2005进行；激发方式仍为热激发。因此，本次试验在对煤矸石进行胶砂强度试验按GB／T17671-1999

4、《水泥胶砂强热激发活化研究的基础上，结合其宏观强度、微观XRD度检验方法(ISO法)》进行，其中，采用人工砂用量为图谱以及活化工艺等因素，阐述热激发对煤矸石的微观1250g，胶砂比为1:2.5[1]。和宏观性能的影响。⑶活化煤矸石-Ca(OH)2-H2O体系的强度试验方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!根据以上分析，使用均匀设计得到的该回归方程非能与混凝土强度的回归方程，若其中的某些指标变化常显著，可以用来指导实际生产，特别在配合比设计的时，不需要重新设计配合比，只需要在原来的配合比上时候，当我们确定好各种原材料的品

5、种和规格后，可以进行小幅度的调整以此来满足生产。●根据不同强度等级的混凝土使用不同掺量的粉煤灰和矿渣粉时比较准确找到其胶凝材料的28d强度，极大的【参考文献】简便了混凝土配合比设计，同时又有较高的精准度。[1]JGJ55-2011普通混凝土配合比设计规程［S］.当然，如果水泥等原材料的品种和规格变化了，或[2]李云雁，胡传荣.实试验设计与数据处理（第二版）［M］.北京：化学工业出版社，2008.7（2014.1，重印）.是其本身的一些性能发生了变化，要重新做试验进行回[3]任铁钺，魏莹.正交设计与均匀设计在混凝土配合比设计中归分析，重新得到回归方程式，这是其应用不足的地方。的应用

6、［J］.商品混凝土，2005（6）：30-35.其实在我们的实际生产中，可以建立水泥等各原材料性CMYK材料研究与应用通过煤矸石：Ca(OH)2=3:1的比例混合，以0.3的水对不同保温时间、不同煅烧温度下的活化煤矸石进灰比于30mm×30mm×30mm净浆试模中成型，养护3d，行XRD测试，其图谱见图2～图7。检测强度。在图2、图3中，在500℃不同保温时间下煅烧的煤⑷煤矸石的化学激发矸石，随着保温时间的延长，高岭石出现的峰在减少，说将活化煤矸石与自制激发剂混合(其中激发剂以明高岭石在此温度下已经开始分解，保温时间延长相当8%的比例取代煤矸石)后，以50%的比例掺入到水泥进于反

7、应时间的延长，当保温时间为6h、2θ为12.502、行试验。⑸XRD分析方法借助D8focusX射线衍射仪，在升温速度为6℃/min、管压为40kV、管流为40mA、步长为0.02的实验条[2]件下进行X衍射试验并分析XRD图谱。3试验分析3.1煤矸石的化学组成未处理煤矸石的化学组成如表1所示。表1煤矸石的化学组成(w%)化学烧失成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OSO3量含量53.9517.96.743.742.521.840.292.3410.68/%由