高硫燃煤灰渣胶凝系统中钙矾石稳定性研究

随着我国煤炭品质的劣质化及流化床燃煤固硫技术的推广，高硫燃煤灰渣排放量逐年增加，但目前利用率较低，主要原因是担心较高SO3含量对含燃煤灰渣胶凝系统带来不良影响- - 其中水化产物钙矾石的稳定性是值得关注的主要问题之一。在高硫燃煤灰渣胶凝系统水化产物中，钙矾石既可形成骨架而增加系统强度，又可使系统产生膨胀而使强度降低、甚至降低硬化体耐久性。因此，高硫燃煤灰渣胶凝系统中钙矾石稳定性对其建材资源化利用有极大影响。本申请项目系统研究高硫燃煤灰渣胶凝系统中水化产物钙矾石稳定性的主要影响因素，以及钙矾石转化产物、钙矾石稳定性对系统性能影响规律；在此基础上探索钙矾石稳定性控制方法。通过对高硫燃煤灰渣胶凝系统中钙矾石稳定性的研究，为高硫燃煤灰渣在建材领域中的应用提供基础资料和参考，从而促进高硫燃煤灰渣综合利用的发展。

流化床燃煤固硫灰渣（简称固硫灰渣）含有大量烧黏土质矿物，还含有较多游离CaO和无水石膏，因此固硫灰渣水化浆体中含有一定量的钙矾石，对系统强度和体积稳定性均有较大影响。本项目用SEM研究了钙矾石的微观形态，并用X射线衍射和化学分析方法研究钙矾石含量随水化龄期的变化规律，并以此反映其稳定性。结果显示，在标准养护条件下，钙矾石含量从1 d至28 d水化龄期呈逐渐增长趋势，但在28 d龄期后则显著减少。研究表明，固硫灰渣水化浆体中的钙矾石是不稳定的，在一定龄期后会出现明显分解现象。如不采取限制措施，固硫灰渣硬化体中的钙矾石在90 d龄期时会分解为二水石膏和石灰石。