收藏本站
《中北大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

循环流化床煤矸石脱硫渣膨胀特性及应用研究

程志  
【摘要】:循环流化床煤矸石脱硫灰渣是煤矸石电厂经循环流化床锅炉燃烧并脱硫后,产生的残余物。其中,从烟道收集得到的是脱硫灰,经炉底排出的是脱硫渣。与燃煤脱硫灰渣相同,煤矸石脱硫灰渣也具有自硬性、大吸水性和高膨胀性等特性;但由于燃料不同,两种脱硫灰渣的化学成分、矿物组成存在一定差异,会导致性能上的差异。本文在煤矸石脱硫渣物理化学性能研究的基础上,对其膨胀特性进行了系统研究,并创造性地利用其膨胀性将其应用于钢管自密实混凝土,为煤矸石脱硫灰渣的资源化利用提供参考和依据。主要研究内容和成果如下:(1)系统研究了脱硫渣细度、掺量、硫酸钠激发剂掺量对磨细脱硫渣-水泥净浆标准稠度用水量、凝结时间和安定性的影响。结果表明:T4(55min)标准稠度用水量最大,为28%;净浆凝结时间最短。脱硫渣掺量越大,净浆标准稠度用水量越大。脱硫渣掺量为30%时,净浆凝结时间最短。脱硫渣掺量为50%时,雷氏值最大,为1.8mm。掺入1%~2%的硫酸钠,净浆标准稠度用水量变化很小,凝结时间缩短,雷氏值增大。(2)用磨细脱硫渣等量取代水泥,系统研究了脱硫渣细度、掺量、硫酸钠激发剂、水胶比、拆模时间等因素,对胶砂线性膨胀率、力学性能的影响,并探讨了线性膨胀率和抗压强度的相关性。磨细脱硫渣-水泥胶砂到28d龄期后膨胀即趋于稳定。随细度增大,胶砂线性膨胀增大,抗压强度也增大,线性膨胀率和抗压强度呈现出明显的正相关。随脱硫渣掺量增大,胶砂线性膨胀增大。在掺量为30%时,7d、28d抗压强度最大。随硫酸钠掺量的增大,胶砂线性膨胀率和抗压强度均增大,线性膨胀率和抗压强度正相关。随水胶比增大,胶砂的线性膨胀率增大,抗压强度减小,线性膨胀率和抗压强度呈现负相关。延迟拆模对胶砂膨胀的抑制作用明显。(3)以掺量、水胶比、硫酸钠激发剂为变量,进行配合比设计,成功配制出脱硫渣自密实混凝土;分析了掺量、水胶比、硫酸钠激发剂对自密实混凝土工作性和抗压强度的影响。对于新拌脱硫渣自密实混凝土,磨细脱硫渣掺量增大,坍落扩展度减小;水胶比增大,坍落扩展度增大;掺入1.5%的硫酸钠对坍落扩展度没有影响。对于硬化脱硫渣自密实混凝土,掺入磨细脱硫渣的自密实混凝土早期抗压强度和后期抗压强度均有所下降;30%掺量抗压强度下降幅度最小,仅为2.8%;添加1.5%的硫酸钠,混凝土3d抗压强度值提高了17.6%,28d抗压强度值提高了2.9%。(4)系统研究了不同约束条件(自由、单向限制、钢管限制)对脱硫渣自密实混凝土变形性能的影响,并对不同约束条件下变形性能进行微观机理分析,对钢管限制条件下膨胀(收缩)变形采用温升模型进行了有限元模拟。结果表明:自由膨胀试件的膨胀发展规律,可以划分为:快速释放期、缓慢增长期和膨胀稳定期3个阶段。钢管约束试件的膨胀发展规律,可以划分为:增长期和稳定期两个阶段。XRD研究表明,3种约束条件下的水化产物一致,均为C-S-H凝胶、氢氧化钙、石膏、钙矾石。SEM显示,钢管约束状态下的混凝土最为致密。运用ABAQUS有限元软件,采用温升模型可以模拟核心混凝土膨胀产生的变形,但模拟值较试验值普遍偏低。(5)对钢管自密实混凝土短柱轴心受压性能进行了试验研究和有限元分析。短柱破坏形式为延性破坏,破坏形态为剪切型多折腰鼓破坏。钢管自密实混凝土的N-ε关系曲线可以分为3个阶段,即:弹性阶段、弹塑性阶段和强化阶段。在掺量为30%时,钢管自密实混凝土短柱的极限承载力最高。核心混凝土抗压强度相对于自应力,是影响构件承载力的主要因素。自应力的存在能够提高钢管混凝土的极限承载力,对钢管混凝土极限承载力有显著影响。采用ABAQUS有限元软件进行模拟,得到的结果与试验结果基本一致。
【学位授予单位】:中北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TD849.5

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周向飞;郎春燕;陈小平;温丽瑗;;激发脱硫灰渣对水泥微观结构的影响[J];硅酸盐通报;2015年05期
2 曹国辉;张锴;胡佳星;何敏;;钢管膨胀混凝土收缩应变计算模型[J];中南大学学报(自然科学版);2015年03期
3 余志刚;;自密实混凝土简述[J];安徽建筑;2014年04期
4 黄鑫;夏举佩;周新涛;;循环流化床锅炉灰渣制备新型免烧砖的试验研究[J];中国矿业;2014年08期
5 马昆林;龙广成;谢友均;陈小波;钱智铭;谭文勇;;橡胶颗粒对自密实混凝土性能的影响[J];硅酸盐学报;2014年08期
6 张戎令;杨阳;王起才;马丽娜;祁强;;钢管-微膨胀混凝土气孔结构改变对徐变的影响[J];硅酸盐通报;2014年06期
7 刘传亮;王勤辉;;循环流化床锅炉脱硫飞灰的水活化实验研究[J];能源工程;2014年02期
8 何科文;卢忠远;李军;宋开平;;循环流化床固硫灰渣性能比较研究[J];武汉理工大学学报;2014年03期
9 孟志良;薛银生;董鹏程;杨城;;磨细固硫渣自密实混凝土碱度试验研究[J];四川建筑科学研究;2013年01期
10 霍琳;李军;卢忠远;张文清;胡昌华;;粉磨超细化对循环流化床固硫灰水化特性的影响[J];武汉理工大学学报;2013年01期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 袁明道;外掺氧化镁微膨胀混凝土变形特性研究[D];武汉大学;2013年
2 尚作庆;钢管自应力自密实混凝土柱力学性能研究[D];大连理工大学;2007年
3 梅明荣;掺MgO微膨胀混凝土结构的温度应力及其有效应力法研究[D];河海大学;2005年
4 王智;流化床燃煤固硫渣特性及其建材资源化研究[D];重庆大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 张晓燕;循环流化床锅炉固硫灰制备混凝土膨胀剂的材料组成设计及性能研究[D];华南理工大学;2013年
2 范晓玲;固硫灰特性及其在水泥基自流平砂浆中的应用研究[D];西南科技大学;2012年
3 朱文尚;循环流化床固硫灰特性及作水泥混合材应用的研究[D];中国建筑材料科学研究总院;2011年
4 杨城;磨细固硫渣作为大流动性混凝土掺合料试验研究[D];河北农业大学;2011年
5 董鹏程;自密实混凝土优化配制及磨细固硫渣对其性能影响[D];河北农业大学;2010年
6 纪宪坤;流化床燃煤固硫灰渣几种特性利用研究[D];重庆大学;2007年
7 杨娟;固硫灰渣特性及其作水泥掺合料研究[D];重庆大学;2006年
8 高廷源;循环流化床锅炉脱硫灰渣特性及综合利用研究[D];四川大学;2004年
9 张旭;高掺量复合矿物掺合料自密实混凝土研究[D];重庆大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邓天明;张凯峰;孟刚;刘文欢;冯绍航;邹月超;;固硫灰与磨细固硫渣复掺用作混凝土掺合料的试验研究[J];混凝土与水泥制品;2015年12期
2 温丽瑗;黄衡;周向飞;陈小平;;CFBC脱硫灰渣的改性方法研究[J];广东石油化工学院学报;2015年06期
3 张戎令;王起才;马丽娜;龙广成;葛勇;杨阳;;膨胀剂掺量和含钢率对钢管混凝土徐变性能的影响[J];建筑材料学报;2015年05期
4 郑大鹏;王栋民;李端乐;殷景阁;任才富;崔勇;;化学激发循环流化床粉煤灰活性机理研究进展[J];商品混凝土;2015年10期
5 蔡树元;封婷;陈舒;陈张涛;曹朋;黄薪维;;钢纤维增强自密实橡胶混凝土力学性能研究[J];盐城工学院学报(自然科学版);2015年03期
6 肖超;卢忠远;徐迅;牛云辉;张玉平;唐乙森;;机械粉磨对固硫灰中Ⅱ-CaSO_4晶体特性的影响[J];人工晶体学报;2015年05期
7 张戎令;王起才;马丽娜;;微膨胀和侧向约束共同作用下混凝土徐变性能和孔结构的关系[J];硅酸盐学报;2015年05期
8 范志;卢忠远;李军;李晓英;;钛矿渣-固硫灰复合矿物掺合料性能研究[J];混凝土与水泥制品;2015年02期
9 王沁淘;陈海焱;胥海伦;赖小林;石岩;;大型蒸汽动能磨制备超细固硫灰的工艺[J];中国粉体技术;2014年05期
10 石岩;王佳;张留祥;赖小林;王沁淘;;过热蒸汽动能磨超细粉碎固硫灰的实验研究[J];中国粉体技术;2014年04期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 程志;循环流化床煤矸石脱硫渣膨胀特性及应用研究[D];中北大学;2018年
2 李端乐;掺超细循环流化床粉煤灰水泥的特性研究[D];中国矿业大学(北京);2018年
3 陈巍;脱硫灰改善污泥脱水性能的机理及用于水泥掺料的研究[D];北京科技大学;2017年
4 向星赟;钢管自密实再生混凝土短柱的轴压和偏压力学行为研究[D];西南交通大学;2017年
5 袁明道;外掺氧化镁微膨胀混凝土变形特性研究[D];武汉大学;2013年
6 邵琰;含酚废水在结构化固定床上的吸附动力学[D];华南理工大学;2013年
7 季瑶;常温及火灾后轻骨料钢管混凝土柱的轴压力学性能研究[D];西安建筑科技大学;2013年
8 熊锐;钢管混凝土界面状态试验研究与分析[D];武汉理工大学;2013年
9 刘兰;FRP与钢管混凝土复合柱基本力学性能研究[D];武汉大学;2009年
10 常旭;钢管自应力免振混凝土结构力学性能研究[D];大连理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏林海;脱硫渣自密实钢管混凝土界面粘结性能研究[D];中北大学;2018年
2 阎圣龙;固硫灰渣中无水石膏对混凝土性能及界面过渡区的影响研究[D];石家庄铁道大学;2017年
3 刘勇;粗骨料及胶凝材料用量对自密实混凝土性能影响的研究[D];山东科技大学;2017年
4 赵文龙;循环流化床锅炉脱硫固体废弃物特性及应用研究[D];中北大学;2016年
5 罗伟宾;应用于预制墙板的纤维自密实混凝土的研究[D];广州大学;2016年
6 王野光;烧结烟气脱硫灰制备硫酸钙晶须的实验研究[D];东北大学;2016年
7 王静茹;利用水化—碳酸化钢渣和脱硫灰制备建材制品[D];大连理工大学;2016年
8 廖建勋;低等级粉煤灰改性及其在混凝土中的应用[D];西南科技大学;2016年
9 张磊;掺固硫灰活性粉末混凝土的性能研究[D];西南科技大学;2016年
10 许园园;固硫灰改性硫氧镁水泥及其应用研究[D];西南科技大学;2016年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄海东;向中富;;混凝土结构非线性徐变计算方法研究[J];工程力学;2014年02期
2 张云国;吴熙;毕巧巍;;自密实轻骨料混凝土的收缩与徐变性能[J];材料科学与工程学报;2014年01期
3 张戎令;王起才;马丽娜;李晓东;;复配外加剂体系对高性能混凝土收缩性能的影响[J];硅酸盐通报;2013年11期
4 曹国辉;胡佳星;张锴;;混凝土收缩应变预测模型研究[J];中国铁道科学;2013年06期
5 唐云清;柯敏勇;李霄琳;刘海祥;;高强混凝土双轴徐变数值模拟及试验验证[J];水利水运工程学报;2013年06期
6 傅强;谢友均;龙广成;马昆林;尹晓文;;混凝土三轴蠕变统计损伤模型研究[J];工程力学;2013年10期
7 龙广成;马昆林;XIE Xu;谢友均;;橡胶集料对混凝土抗压强度的降低效应[J];建筑材料学报;2013年05期
8 马坤;向天宇;徐腾飞;赵人达;徐勇;谢海清;;收缩徐变对高速铁路钢筋混凝土拱桥时变应力影响的概率分析[J];铁道学报;2013年09期
9 黄永辉;甘泉;饶瑞;;基于敏感度分析的B3模式钢管混凝土徐变计算实用公式[J];水利与建筑工程学报;2013年04期
10 武文杰;王元丰;马伊硕;;考虑几何非线性及施工的钢管混凝土拱桥徐变[J];西南交通大学学报;2013年04期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 马跃峰;基于水化度的混凝土温度与应力研究[D];河海大学;2006年
2 徐磊;钢管自应力免振混凝土轴压柱设计理论研究[D];大连理工大学;2006年
3 梅明荣;掺MgO微膨胀混凝土结构的温度应力及其有效应力法研究[D];河海大学;2005年
4 何化南;钢衬钢纤维自应力混凝土新型复合管道性能和计算理论研究[D];大连理工大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 董鹏程;自密实混凝土优化配制及磨细固硫渣对其性能影响[D];河北农业大学;2010年
2 周艳;大掺量粉煤灰混凝土的干燥收缩性能研究[D];西北农林科技大学;2010年
3 徐广飞;掺矿渣微粉的高性能混凝土耐久性试验研究[D];内蒙古科技大学;2009年
4 董素芬;水泥基自流平砂浆的配制与性能研究[D];重庆大学;2009年
5 杨家才;关于大流动性高强混凝土的研究及应用[D];西安建筑科技大学;2008年
6 杨静;低强度自密实混凝土及其收缩性能的试验研究[D];河北农业大学;2008年
7 纪宪坤;流化床燃煤固硫灰渣几种特性利用研究[D];重庆大学;2007年
8 张海涛;复合矿物掺和料对混凝土收缩影响的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 乔凤蛟;掺粉煤灰高性能混凝土收缩性能研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
10 黎力;自流平砂浆的配制及性能研究[D];重庆大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 萧礼标;苏琦;杨康;刘一军;张松竹;邓爱忠;戴志洋;;陶瓷行业脱硫技术对比[J];中国建材科技;2018年04期
2 赵健飞;;含湿脱硫灰对超细颗粒物团聚效应的研究[J];中国电业(技术版);2015年11期
3 杨利香;;烧结脱硫灰在道路基层中的应用研究[J];上海公路;2014年01期
4 李向东;;脱硫灰综合利用的研究及在我厂水泥生产中的应用[J];广东建材;2013年05期
5 陈全滨;马保国;罗作球;李相国;;循环流化床脱硫灰基矿物掺合料的制备及性能研究[J];混凝土;2013年06期
6 张海风;;脱硫灰在公路建设中的应用[J];交通世界(建养.机械);2011年01期
7 郭幻;宋存义;;烧结脱硫灰制备蒸压加气混凝土砌块的研究[J];环境工程学报;2011年03期
8 张泗强;赵会;;脱硫灰对水泥熟料煅烧的影响及对策[J];新世纪水泥导报;2011年02期
9 裘余丹;;脱硫灰改性后作混凝剂处理磷化废水试验研究[J];能源环境保护;2018年06期
10 王宏,钱枫,张溱芳;喷钙脱硫灰在高温条件下的稳定性研究[J];环境污染与防治;2002年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨新亚;张丽英;;干法钙基脱硫灰用于生产蒸养砖的研究[A];房建材料与绿色建筑[C];2009年
2 陈孟伯;陈舸;;区分三种粉煤灰,促进CFB脱硫灰的资源化[A];房建材料与绿色建筑[C];2009年
3 穆松;崔巩;徐海源;姜骞;刘建忠;;低品质粉煤灰对混凝土性能的影响研究[A];中国硅酸盐学会固废分会成立大会第一届固废处理与生态环境材料学术交流会论文集[C];2015年
4 李小丽;金勇成;;半干法烧结烟气脱硫灰回配烧结技术研究[A];第十一届中国钢铁年会论文集——S15.能源与环保[C];2017年
5 陈孟伯;;燃煤污染物减排的几个问题[A];第二届脱硫技术及脱硫石膏、脱硫灰(渣)处理与利用大会论文集[C];2008年
6 王文龙;马春元;董勇;徐夕仁;;电厂脱硫灰烧成硫铝酸盐水泥的试验研究[A];第三届全国环境化学学术大会论文集[C];2005年
7 万利;赵青林;甘万贵;唐岚;王迪;;脱硫灰对矿粉性能的影响及其改性试验研究[A];第五届全国商品砂浆学术交流会论文集(5th NCCM)[C];2013年
8 王涛;;邯钢2~#400M~2烧结机应用SDA脱硫工艺术改进与优化的实践[A];2017年全国高炉炼铁学术年会论文集(上)[C];2017年
9 钱立新;龙红明;吴雪健;春铁军;王毅璠;;铁矿烧结过程二噁英排放特征研究[A];第十一届中国钢铁年会论文集——S15.能源与环保[C];2017年
10 杨如仙;聂聪;张兰;杨宇;;钢铁烧结脱硫灰蒸养砖的制备及性能的研究[A];2015钢铁企业中低温余热回收与高效利用新设备、新技术交流会论文集[C];2015年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 记者 陈黎明 通讯员 孟明;永钢深度利用烧结脱硫灰[N];中国冶金报;2013年
2 卞京凤 郭斌;探索循环流化床脱硫副产物的利用途径[N];中国冶金报;2009年
3 记者 金荣生;鞍钢去年获国家受理专利965项[N];辽宁日报;2011年
4 黄炜;“两个50%”——看永钢集团转型升级[N];世界金属导报;2014年
5 本报通讯员 黄炜 记者 刘加军;“两个50%”铺就永钢转型路[N];中国冶金报;2014年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 程志;循环流化床煤矸石脱硫渣膨胀特性及应用研究[D];中北大学;2018年
2 姚志通;固体废弃物粉煤灰的资源化利用[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡伟;脱硫灰与矿渣耦合制备新型墙体材料的研究[D];安徽工业大学;2018年
2 何键云;改性脱硫灰对酸性土壤的改良及重金属污染修复研究[D];华南理工大学;2012年
3 田刚;半干半湿法脱硫灰在水泥行业中应用的实验研究[D];北京化工大学;2004年
4 马永贤;半干法脱硫灰制备生态建材及工艺参数优化[D];河北科技大学;2010年
5 房治;半干法脱硫灰制备少熟料胶凝性材料与蒸养砖的研究[D];河北科技大学;2009年
6 李树琰;多元改性氧化铁制备及脱硫再生性能研究[D];河北科技大学;2018年
7 李冰;电厂烟气半干法脱硫灰资源化利用方法研究[D];东北大学;2011年
8 姜诗慧;烧结烟气脱硫灰制备轻质碳酸钙的实验研究[D];东北大学;2013年
9 张志国;半干法烟气脱硫灰资源化利用技术研究[D];河北科技大学;2012年
10 胡岳芳;脱硫灰在干粉砂浆中的应用研究[D];南昌大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026