复杂条件下高硫燃煤灰渣中含硫矿物在水泥基材料中的水化特性研究

Used in cement-based materials is an important way for the utilization of coal ash/slag with high SO3 content. But since the particularity of sulfur minerals, the roles of coal ash/slag in cement-based materials are more easily influenced by external factors. The project is to discuss the hydration of sulfur minerals of coal ash/slag in cement-based materials under complex conditions, and makes it clear what the probable risks and the main influencing factors are. The dissolving property of sulfur minerals can be obtained by analyzing the degree of influence of water-solid ratio, liquid compositions and liquid temperature on the solubility and dissolution rate of sulfur minerals. By studying the effect of curing temperature, water-binder ratio, ambient humidity and composition of materials on the hydration of sulfur minerals, it can be clear and definite what the advantageous and disadvantageous factors are. And the safe content of sulfur minerals in cement-based materials under complex conditions can be obtained by studying the correspondence among the hydration characteristics of sulfur minerals, microstructure and macroscopic properties of cement-based materials. These studies are expected to provide the theoretic basis and guarantee for the safe utilization of coal ash/slag with high SO3 content.

将高硫燃煤灰渣用于水泥基材料是其资源化利用的重要途径，但由于其含硫矿物的特殊性，使灰渣在水泥基材料中的作用更易受到外界因素的影响。项目拟通过研究复杂条件下含硫矿物在水泥基材料中的水化特性，以明确灰渣用于水泥基材料时可能遇到的风险及主要影响因素。通过分析液相组分、液相温度和水固比对含硫矿物溶解度和溶解速率的影响，明确含硫矿物的溶解特性；研究养护温度、水灰比、养护湿度及材料组成对灰渣中含硫矿物水化的影响，明确有利和不利因素；研究多因素综合作用下含硫矿物水化特性与水泥基材料微观结构及宏观性能之间的对应关系，明确复杂条件下含硫矿物在水泥基材料中的安全含量。以上研究将为高硫燃煤灰渣的安全利用提供理论基础和保障。

将高硫燃煤灰渣用于水泥基材料是其资源化利用的重要途径，但由于其含硫矿物的特殊性.，使灰渣在水泥基材料中的作用更易受到外界因素的影响。项目分析了高硫灰渣中含硫矿物的类型及在不同条件下的溶解特性；研究了复杂条件下（不同养护温度、不同养护湿度、不同水灰比、不同材料组成）高硫灰渣中含硫矿物在水泥基材料中的水化特性，包括水化能力、水化产物和孔溶液组成；研究了复杂条件下高硫灰渣中含硫矿物对水泥基材料微结构及宏观结构的影响，并重点分析了高温低湿等特殊条件下的性能变化。.项目取得的研究成果：（1）明确了养护温度、养护湿度、成型水灰比及材料组成等单因素及多因素协同作用对高硫燃煤灰渣中含硫矿物在水泥基材料中水化速度、水化程度及水化产物类型及含量的影响规律；（2）明确了各因素下含硫矿物含量、水化产物类型及含量、微观结构及宏观性能之间的对应关系；（3）发现早期养护温度较高和养护湿度较低时高硫灰渣中含硫矿物会增加水泥产生延迟性钙矾石的风险；（4）发现水泥中碱含量和C3A含量较高时，高硫灰渣中含硫矿物对水泥的有效作用降低。