1、（作者-出版年制 格式范本，红色是提醒注意之处）流化床燃煤固硫渣特性及其建材资源化研究重庆大学博士（硕士）学位论文学生姓名：XXX指导教师：XXX专 业：XXX学科门类：XX 学重庆大学材料科学与工程学院二 OO 七年十月二号黑体 行距：固定值 30 磅小二号黑体 行距：固定值 30 磅小二号黑体行距：固定值 30 磅三号黑体，行距：固定值 40 磅三号黑体Study on Properties and Utilization in Building Materials of bottom ashes from Circulating Fluidized Bed CombustionA The
2、sis Submitted to Chongqing Universityin Partial Fulfillment of the Requirement for theDegree of Doctor (Master) of Engineeringby学生姓名Supervisor: Prof. （导师姓名）Major: (专业)College of Material Science and Engineering of Chongqing University , Chongqing, China.April,2007Times New Roman 二号加粗行距：固定值 20 磅Times
3、 New Roman 小二号加粗Times New Roman 小二号加粗学科门类名称Times New Roman 三号加粗Times New Roman 三号加粗重庆大学硕士学位论文 中文摘要I空一行摘 要空一行友情提示，目前重庆大学所有硕士论文都需要过知网学术不端检测系统，要求是查重率达到 15%以下，有且仅有两次机会！而且的而且，第一次查的结果如果超出了，是会记录到答辩系统中的，所有答辩老师都能看到，直接影响答辩能否通过。因此，在正式提交学校之前建议自行用知网检测一次，确保万一。本人提供正规知网检测，报告皆为高校内部检测名额，与学校结果一致，支持知网官方网站验证真伪，如有需要，请加 Q
4、 2861423674其它论文检测重复率工具：http:/ 直连官网 权威可靠流化床燃煤固硫技术是先进的燃烧技术，但这一技术的推广应用因流化床燃煤固硫渣没有成熟和经济的综合利用途径受到严重限制。由于人们对流化床燃煤副产物的认识程度还很有限，基础资料十分缺乏，在一定程度上影响了流化床燃煤固硫渣的资源化利用。本论文较为系统地分析了流化床燃煤固硫渣的特性，并根据现行规范，提出一套新的活性评定方法。在此基础上，对燃煤固硫渣活性的影响因素、激发方法、体积膨胀性能进行了较为系统的试验研究，并利用XRD、 SEM 等微观手段研究了燃煤固硫渣的自硬性、活性激发及膨胀机理。最后对燃煤固硫渣建材资源化利用进行了比
5、较深入的研究。流 化 床 燃 煤 固 硫 渣 的 特 性 研 究 结 果 表 明 ： （ 1） 因 为 燃烧温度、燃烧环境、燃烧程度、脱硫剂、脱硫效率等的影响，与 普 通 煤 粉 锅 炉 的 灰 渣 相 比 ， 流 化 床 燃煤 固 硫 渣 有 其 特 殊 的 火 山 灰 活 性 ， 同 时 因 为 含 有 SO3、 f-CaO 而 具 有 自 硬 性 和膨 胀 性 ， 是 一 种 特 殊 的 火 山 灰 材 料 。 （ 2） 流 化 床 燃 煤 固硫渣中的 SO3 和 f-CaO因为特殊的生成条件而具有特殊的性质。SO 3 是在 850900的温度下形成的，是以-CaSO 4 形态存在，且具
6、有与天然硬石膏和 400煅烧石膏不一样的溶解特性。首次从 f-CaO 的形成过程、颗粒微观结构、晶型和光学参数以及水化历程等方面证明了 f-CaO 颗粒被固硫产物无水硫酸钙包裹的颗粒特征，f-CaO 颗粒被-CaSO4 包裹使其水化速度减慢和活性较低；SO 3 以 -CaSO 4 形态存在和 f-CaO 颗粒被-CaSO 4 包裹均对流化床燃煤固硫渣的活性和体积稳定性产生不利影响。（ 3） 现 行 活 性 评 定 方 法 因 流 化 床 燃 煤 固 硫 渣 性 质 的 特 殊 而 存 在 较 大 的 局 限 性 ，不 能 直 接 套 用 现 行 的 方 法 进 行 活 性 评 定 。 根 据
7、现 行 活 性 评 定 方 法 的 原 理 ， 结 合其 特 性 ， 首 次 系 统 提 出 了 “熟 料 胶 砂 28 天 抗 压 强 度 比 测 定 ”、 “自 硬 性 评 价 ”、 “自硬 强 度 测 定 ”的 综 合 评 定 方 法 ， 该 方 法 与 现 行 方 法 有 较 好 的 相 容 性 ， 且 能 真 实 、直 观 地 反 映 流 化 床 燃 煤 固 硫 渣 的 活 性 及 其 对 强 度 的 贡 献 。 （ 4） 流 化 床 燃 煤 固 硫渣 的活性主要来源于无定形的 SiO2 和 Al2O3 物质，除成分中活性 SiO2 和 Al2O3 的含量对其火山灰活性有影响外，成
8、分 中 SO3、 f-CaO 含 量 和 细 度 在 一 定 范 围 内 对黑体三号；行距固定值 20磅宋体五号重庆大学硕士学位论文 中文摘要II其 活 性 发 挥 有 一 最 佳 值 。 （ 5） 常规的化学激发方法能激发流化床燃煤固硫渣的活性，但仅从强度的角度看，其激发的效果并不理想；蒸汽养护和蒸压养护的结果表明湿热养护对燃煤固硫渣活性激发程度较高，特别是蒸压养护，激发效果更为明显。 （ 6） 流 化 床 燃 煤 固 硫 渣 水 化 时 存 在 严 重 的 体 积 膨 胀 问 题 ， 其 膨 胀 主 要是 由 于 水 化 反 应 过 程 中 钙 矾 石 的 生 成 和 富 余 的 硬 石
9、膏 后 期 溶 解 结 晶 生 成 二 水 石膏 的 体 积 膨 胀 所 产 生 。 首 次 确 认 了 富 余 的 硬 石 膏 后 期 溶 解 结 晶 生 成 二 水 石 膏 对固 硫 渣 体 积 膨 胀 的 作 用 。 （ 7） 细 度 提 高 对 流 化 床 燃 煤 固 硫 渣 膨 胀 稳 定 时 间 的 提前 有 利 ， 掺 加 粉 煤 灰 和 熟 料 有 利 于 膨 胀 率 的 减 小 及 膨 胀 稳 定 期 的 提 前 ， 流 化 床燃 煤 固 硫 渣 水 化 反 应 的 液 相 碱 度 越 大 ， 膨 胀 越 严 重 。流 化 床 燃 煤 固 硫 渣 的 特 性 研 究 表 明
10、其 利 用 有 较 大 的 难 度 ， 但 针 对 其 特 性 在建 材 中 利 用 是 可 能 的 。 作 为 混 凝 土 细 骨 料 ， 由 于 其 活 性 可 以 改 善 骨 料 与 水 泥 浆体 的 界 面 结 构 ， 故 可 以 提 高 混 凝 土 的 抗 弯 强 度 ； 作 为 混 凝 土 掺 合 材 可 以 充 分 发挥 流 化 床 燃 煤 固 硫 渣 的 活 性 ， 可 以 部 分 补 偿 混 凝 土 的 收 缩 ， 从 新 拌 混 凝 土 的 性能 和 混 凝 土 耐 久 性 的 考 虑 最 好 与 粉 煤 灰 复 合 使 用 ； 无 论 是 作 为 水 泥 混 凝 土 的
11、掺合 材 ， 还 是 细 骨 料 ， 流 化 床 燃 煤 固 硫 渣 均 影 响 新 拌 混 凝 土 的 性 能 。 利 用 燃 煤 固硫 渣 的 活 性 和 膨 胀 性 能 ， 可 以 配 制 低 收 缩 率 的 燃 煤 固 硫 渣 粉 煤 灰 内 墙 用 抹 面砂 浆 ， 也 可 以 配 制 燃 煤 固 硫 渣 粉 煤 灰 熟 料 外 墙 用 抹 面 砂 浆 。 流化床燃煤固硫渣与石灰、粉煤灰或水泥混合，必要时掺加激发剂，从强度上看完全可以满足公路工程对路基混合料的要求。关键词：流化床，燃煤固硫渣，活性，膨胀，资源化（不多于 5 个）黑体加粗小四号正文宋体小四号重庆大学硕士学位论文 英文摘
12、要IIIABSTRACTDue to lack of effective ways to utilize the bottom ashes of circulating fluidized bed combustion (CFB ashes), it is difficult to use widely the advanced technology of circulating fluidized bed combustion and defulfurization. In this paper, the properties of the CFB ashes are systematica
13、lly analyzed and then a series of methods are proposed to evaluate the reactivity of CFB ashes. Meanwhile, the factors influencing and the method activating the reactivity of CFB ashes, and the expansion properties are investigated experimentally. The spontaneous setting, and the mechanism of activa
14、tion of reactivity of CFB ashes and its expansion are investigated by XRD and SEM. Finally, the utilization in building materials of CFB ashes is studied.The results show that: (1) The CFB ashes is different from the ashes of common coal boiler for there are great difference in forming condictions s
15、uch as the combustion temperature, combustion environment, the degree of combustion, desulfurizer and the efficiency of desulfurization. While CFB ashes have the properties of cement and expansion for its containing SO3 and f-CaO, so it is a special pozzolanic material. (2) The SO3 and f-CaO have th
16、eir properties for their typical forming condition. SO3 is fixed in ashes at 850900, and it exists in -CaSO 4 and has different solubility with the natural anhydrite and the plaster calcined at 400. It is the first time to prove that the particles of f-CaO is coated with-CaSO 4 by investigating the
17、process of forming f-CaO, the microstructure, spathic type and optic parameter and the hydrating process. Results also show that the microstructure can slow down the hydrating and deteriorate the reactivity of CFB ashes. (3) The current method evaluating reactivity of pozzolanic materials has great
18、limits to evaluate the CFB ashes. A series of new methods are developed which can evaluate the reactivity and its devotion to strength really and directly. (4) The reactivity of CFB ashes is attributed to the amorphous SiO2 and Al2O3, but the SO3 and f-CaO of CFB ashes can influence its reactivity a
19、nd expansion, and there is an optimum content. The higher reactivity can be achieved if the fineness is bigger. (5) The common method can activate its reactivity, but the result of activation is not ideal in the point of strength. It shows that steam curing and high-pressure steam curing is best to
20、activate CFB ashes, especially for high-pressure steam curing. (6) The expansion mechanism of CFB ashes is the expansion of the forming of ettringite and the Times New Roman 三号；段前段后空一行；行距固定值 20 磅重庆大学硕士学位论文 英文摘要IVsolution and crystallization of -CaSO 4. (7) Fineness is beneficial to stabilize the exp
21、ansion of CFB ash. FA and clinker are advantageous to reduce the expansion and stabilize expansion. The higher alkalinity in liquid phase is, the more expansion.The properties of CFB ashes show it is difficult to utilize CFB ashes in building materials, however reasonable using its properties is pos
22、sible in building materials. As concrete fine aggregate, it can improve structure of interface between aggregates and cement paste for its reactivity, then can increase the concrete flexural strength. As concrete additive can fully activate the reactivity, and can partly compensate the concrete shri
23、nkage. Because of performance of the fresh concrete and durability, it is better to use it with FA. They both influence performance of the fresh concrete. It can produce CFB ashes-fly ash mortar used indoors and CFB ashes-fly ash-clinker mortar used outdoors with low shrinkage by using the cement an
24、d expansion of CFB ashes. CFB ashes mixed with lime, FA or cement, can be used for roadbed mixture in road engineering.Keywords： Circulating Fluidized Bed Combustion, CFB Ashes, Reactivity, Expansion, Utilization in Building Materials.Times New Roman 加粗小四号Times New Roman 小四号重庆大学硕士学位论文 目 录V目 录宋体四号加粗中
25、文摘要 .英文摘要 .1 绪论 .11.1 问题的提出及研究意 .11.1.1 问题的提出 .11.1.2 研究的意义 .21.2 国内外研究现状 .31.2.1 筏板基础和地基共同作用的研究现状 .31.2.2 上部结构、基础和地基共同作用的研究 .61.3 本文研究的目的和研究内容 .101.3.1 本文研究的目的 .101.3.2 本文研究的主要内容 .112 弹性地基上薄板的分析 .122.1 引 言 .122.2 弹性地基的计算模型 .122.2.1 Winkler 模型 .122.2.2 弹性半空间地基模型 .132.2.3 双参数地基模型 .142.3 双参数地基上薄板的边界元法
26、 .152.3.1 控制微分方程 .152.3.2 基本解 .162.3.3 边界积分方程 .212.3.4 边界元法 .272.4 双参数地基上带肋薄板的混合法 .402.4.1 肋梁的有限元分析 .402.4.2 耦合方程的建立 .412.5 程序设计 .422.5.1 程序的特点 .422.5.2 程序主框图 .432.5.3 程序的简介 .432.6 算例分析 .45宋体五号宋体五号加粗重庆大学硕士学位论文 目 录VI2.6.1 算例 1 .452.6.2 算例 2 .452.7 本章小结 .503 弹性地基上带肋中厚板的分析 .523.1 引言 .523.2 双参数弹性地基上中厚板的
27、边界元法 .523.2.1 控制微分方程 .523.2.2 双参数弹性地基上中厚板弯曲问题的基本解 .603.2.3 双参数弹性地基上中厚板弯曲问题的边界积分方程 .663.2.4 边界元法 .793.3 双参数弹性地基上带肋厚板的混合法 .873.4 程序设计 .873.4.1 程序的特点 .873.4.2 程序主框图 .873.4.3 程序的简介 .873.5 算例分析 .883.5.1 板内挠度的特性 .883.5.2 板底基底反力的特性 .923.6 本章小结 .927 结论与展望 .1517.1 主要结论 .1527.2 后续研究工作的展望 .154致 谢 .156参考文献 .157
28、附 录：A.作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 .164B.作者在攻读博士学位期间参加的科研项目及得奖情况 .165重庆大学硕士学位论文 5 筏板基础的非线性分析52页脚；Times New Roman，小五号空一行5 筏板基础的非线性分析 三号黑体居中空一行5.1 引言 小三号黑体目前国内外对上部结构、筏板基础和地基的共同作用的分析和研究中，对筏板基础的非线性变形特性考虑得较少，绝大多数都将筏板基础视为线弹性结构进行计算。Kuhlmamn 和 Paschmamn(1997)指出，在筏板基础的受力过程中，由于钢筋混凝土材料在受弯的过程中弹性阶段很短，一旦混凝土受拉开裂就进入非线性的阶段，因而
29、筏板基础会处于非线性的工作状态。对于地基土体，则常常处于非线性或弹塑性工作状态。 小 4 号宋体空一行5.2 混凝土的应力-应变关系 小三号黑体5.2.1 双轴受力混凝土的强度准则 四号黑体根据试验结果，Kuhlmamn 和 Paschmamn（1997）提出了混凝土在双轴受力条件下的强度准则。其强度包络线，如图 5.1。材料一旦超出包络线就发生破坏，各段的破坏曲线方程为：图 5.1 混凝土双轴强度包络图Fig.5.1 Behavior of concrete under biaxial stresses 字体：Times New Roman空一行Times New Roman 五号宋体五号，
30、行距固定值 20 磅空一行重庆大学硕士学位论文 5 筏板基础的非线性分析53页脚；Times New Roman，小五号二轴受压： (5.1)C2C2f16.3(5.2)215.6 算例分析 小三号黑体5.6.1 算例 1 四号黑体对于双参数弹性地基板的计算，以方板为例。取地基的弹性模量 = 4.010ESkN/m , 泊松比 = 0.4, 参数 =1.55, 压缩层厚度 =0.6m, 板的弹性模量42SH=2.010 kN/m , 泊松比 =0.167, 宽度 =1m, 厚度 =0.04, 作用在中心点的E72ah集中荷载 =100kN, 均布荷载 =10 kN/m 。Pq2按 Valzov
31、 模型计算得出的结果比较 （吴中伟，廉慧珍， 1999）的精确解见表5.1-5.2。表中第一行是本文的结果，第二行是吴中伟和廉慧珍（1999）的结果。从中可以看出，计算精度非常好。表 5.1 方板的挠度(单位：m)Table 5.1 Deflection of square plate (m)xy 0.0 0.125 0.25 0.375 0.50.0 0.00270.0027 0.00200.0020 0.00110.0011 0.00040.0004 -0.0001-0.00010.125 0.00200.0020 0.00160.0016 0.00090.0009 0.00030.000
32、4 -0.0001-0.00010.25 0.00110.0011 0.00090.0009 0.00050.0005 0.00020.0002 -0.0001-0.00010.375 0.00040.0004 0.00030.0004 0.00020.0002 -0.0001-0.0000 -0.0003-0.00020.5 -0.0001-0.0001 -0.0001-0.0001 -0.0001-0.0001 -0.0003-0.0002 -0.0006-0.0004表 5.2 几种发电技术的环境影响Table5.2 Environmental influence of several major generation technologies空气污染 气候变化 占用土地 水质污染 辐射煤电严重。排放SO2,NOx,有毒金属及粉尘等污染物严重。排放CO2、CH 4等温室气体中等 高 低宋体五号，行距固定值 20磅Times New Roman 五号注：表格必须为三线表空一行
