不同煅烧温度处理污泥灰对水泥砂浆性能影响研究

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1、硕士学位论文不同煅烧温度处理污泥灰对水泥砂浆性能影响研究IMPACTOFSEWAGESLUDGEASHUNDERDIFFERENTINCINERATIONTEMPERATURESONCEMENTMORTAR王少奎哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TU528.0学校代码：10213国际图书分类号：624密级：公开工学硕士学位论文不同煅烧温度处理污泥灰对水泥砂浆性能影响研究硕士研究生：王少奎导师：赵亚丁教授申请学位：全日制工学硕士学科：土木工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedI

2、ndex:TU528.0U.D.C:624DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringIMPACTOFSEWAGESLUDGEASHUNDERDIFFERENTINCINERATIONTEMPERATURESONCEMENTMORTARCandidate：WangShaokuiSupervisor：Prof.ZhaoYadingAcademicDegreeAppliedfor：Full-timeMasterofEngineeringSpeciality：CivilEngineeringAffiliati

3、on：SchoolofCivilEngineeringDateofDefence：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要污泥作为污水处理厂的副产物，不仅侵占了宝贵的土地资源更破坏了生态环境。如何处理和应用不断增多的污泥，已经成为了各个城市亟待解决的问题。目前处理污泥的手段主要有直接填埋和堆肥等常用方法，这不仅占地面积大且污染周围环境。采用煅烧的方式，可以大大降低污泥体积，但仍会有30%的污泥灰剩余且没有解决重金属的问题

4、。本文采用煅烧的方式，研究了污泥灰作为水泥替代物运用于建筑材料中的可行性。本试验首先对污泥进行了烘干、磨细和煅烧处理，之后应用XRD、XRF、激光粒度分析仪等手段对污泥灰的物理性质、化学成分和物相做了研究。结果表明污泥灰颗粒表面粗糙且几何形状不规则,当中含有大量的SiO2、Al2O3、和CaO晶体。其烧失率和密度随煅烧温度的升高而增大。本试验采用了电阻率法、XRD、热重和差热法测量了早期污泥灰-水泥砂浆电阻率、污泥灰-水泥水化过程和产物，分析了不同煅烧温度污泥灰对水泥水化的影响。通过电阻率法测得了污泥灰-水泥水化前12小时的电阻变化，结果表明：

5、污泥灰的掺入增大了水泥净浆电阻，延缓了水泥的溶解且当煅烧温度增高时延迟效果减弱。用差热法和XRD对比分析了700℃煅烧污泥灰-水泥与纯水泥水化7天后的水化产物，结果表明污泥灰-水泥水化产物中含有较多的SiO2和CaO·SiO3凝胶，Ca(OH)2含量小于纯水泥组。污泥灰的掺入一方面稀释了水泥颗粒降低其水化速度，另一方面其中的活性成分与水泥水化产物Ca(OH)2发生反应改善了水泥石结构。在不同煅烧温度处理污泥灰对水泥胶砂性能影响方面，研究了污泥灰的火山灰活性和水泥胶砂的流动性、孔结构、抗冻性、收缩和力学强度。试验结果表明：（1）当煅烧温度为700

6、℃时，污泥灰具有最高的火山灰活性；（2）不同煅烧温度处理污泥灰对水泥砂浆流动度没有影响；（3）污泥灰的掺入使得水泥胶砂总孔体积增加，平均孔径增大，不规则孔增多；（4）经过500℃～800℃煅烧温度处理的污泥灰对水泥胶砂的抗冻性有不同程度的增强效果。掺有10%经过700℃煅烧污泥灰的水泥胶砂在冻融100次后质量损失率较对照组低2.5%；（5）污泥灰的掺入水泥胶砂收缩率大大提高，700℃煅烧污泥灰对水泥胶砂收缩表现出最小的影响；（6）700℃煅烧污泥灰对水泥胶砂抗折强度影响不大，其抗压强度随掺量的增加呈线性降低。当掺量≤20%时，水泥胶砂56天抗压

7、强度不小于42.5MPa。关键词：污泥灰；水泥胶砂；火山灰活性；物理力学性能；水泥水化-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAsthebyproductofwastewatertreatmentplants,sewagesludgenotonlytakesupland,alsocausedseriousdamagetotheecosystem.Disposalofsewagesludgefromwastewaterplantsisaseriousenvironmentalproblemofincreasingmagnitudefo

8、rmanycities.Currently,maindisposalsolutionsremainlandfillandsoilamendment,w