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粉煤灰是煤燃烧过程烟气处理所得的副产品,其中粒径大于45μm的Ⅲ级灰和等外灰由于含碳量高、活性极低等原因而被废置不用,已经成为我国最大的工业固体废弃物之一。
论文以上海吴泾电厂的粗灰为原料,采用压力成型方法制备样品,通过各养护龄期的抗压强度、粉煤灰水化程度、XRD、孔隙率、SEM等检测手段对样品进行了从物理特性到化学性质,从宏观表现到微观结构的系统分析:在以Ca(OH)2作为反应钙源的前提下,开发出一种可以有效激发粉煤灰粗灰反应活性并可提供较高早期强度的碱性激发剂A;为高强、高掺量粉煤灰建筑材料的制备提供了可能。
为了研究粉煤灰、Ca,(OH)2和碱性激发剂A掺量之间的最优配合,论文采用了均匀设计的方法对实验进行设计,并在此基础上借助BP神经网络、遗传算法等数学工具建立了高掺量粉煤灰样品抗压强度与各原料配比关系间的数学模型,通过加入罚函数项并二次采用遗传算法对数学模型寻优求解得到最优配比。模型预测的最优配比下7天和28天强度分别为35.61MPa和34.25MPa,与实验结果35.89MPa和34.10MPa非常相近。
论文还考察了细度、成型压力、水灰比、养护温度等对高掺量粉煤灰材料抗压强度的影响,并对所制粉煤灰材料在600℃、800℃和1000℃下进行了初步的耐火测试。
实验结果表明,机械粉磨可以促进粉煤灰的水化,增加样品强度,但需要保证理想的颗粒级配;
增加成型压力可以有效提高样品7天抗压强度;
降低水灰比或提高养护温度到60℃可以有效提高粉煤灰压制样品的强度;
所开发的粉煤灰材料在600℃和800℃下具有较好的耐火性能。