论文总字数：17709字

摘 要

随着火力发电厂循环流化床锅炉的大规模应用，产生了大量的CFB灰渣。本文以CFB灰渣在道路基层中的应用为目的，开展了关于CFB炉渣基层材料的相关研究。论文主要研究了水泥掺量对水泥稳定CFB炉渣物理力学性能的影响以及土掺量对水泥土稳定CFB炉渣物理力学性能的影响。研究结果表明：（1）在一定范围内，水泥掺量越高，水泥稳定CFB炉渣的最佳含水率越低，最大干密度越高，无侧限抗压强度和劈裂抗压强度也越高。水泥稳定CFB炉渣早期的抗压强度主要由集料决定，但是随着龄期延长水泥在集料表面水化并产生胶结力，CFB炉渣的活性被水泥水化产生的Ca(OH)₂所激发，材料强度提高。（2）在30%掺量以下，随着土掺量的增加，水泥土稳定CFB炉渣无侧限抗压强度和劈裂抗压强度逐渐提高，这是因为一方面土颗粒细小，起到了填充炉渣之间空隙的作用，使材料更加密实，一方面土可以提供活性SiO₂，Al₂O₃，可与水泥和炉渣中的Ca(OH)₂发生反应生成水化硅酸钙凝胶和水化铝酸钙，进而形成强度。

关键词：CFB炉渣；路面基层；循环流化床；水泥稳定材料

Abstract

A large amount of CFB ash is produced with the large-scale application of circulating fluidized bed boiler in thermal power plant. Based on the application of CFB slag in road base course, this paper has carried out the related research on CFB slag base course material. Effects of cement content on cement stability CFB slag physical and mechanical properties and soil content on cement soil stability CFB slag physical and mechanical properties were studied. results show that :(1) in a certain range, the higher the cement content, the lower the optimum moisture content of cement stabilized CFB slag, the higher the maximum dry density, and the higher the unconfined compressive strength and splitting compressive strength. Water the early compressive strength of mud stabilized CFB slag is mainly determined by the aggregate, but the material strength increases as the age prolongs the hydration of cement on the aggregate surface and produces cementation force, CFB the activity of slag is excited by the Ca (OH)₂ produced by cement hydration. (2) Under 30%, the unconfined compressive strength and splitting compressive strength splitting compressive strength of the cement-soil stabilized CFB slag gradually increased with the increase of the soil content, because on the one hand, on the one hand, the fine soil particles play the role of void between the filling slag and make the material more dense, on the other hand, the soil can provide active SiO₂,Al₂O₃, which can react with Ca (OH)₂ in cement and slag to form hydrated calcium silicate gel and calcium aluminate hydrate, which in turn forms strength.

Key Words： CFB slag; pavement base; circulating fluidized bed; cement stabilized material

目录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景、目的及意义 1

1.2 CFB锅炉工艺和对灰渣的影响 1

1.2.2 CFB锅炉的特点 2

1.2.3 CFB锅炉对灰渣的影响 3

1.3路面基层的相关介绍 3

1.4国内外研究现状 4

1.4.1国外研究和应用现状 4

1.4.2国内研究和应用现状 5

1.5本文主要研究内容 5

第2章 原材料及实验方法 7

2.1原材料与实验设备 7

2.1.1原材料 7

2.1.2实验设备 8

2.2实验方法 8

2.2.1 最佳含水率的确定 8

2.2.2 无侧限抗压强度 8

2.2.3 劈裂抗压强度 9

第3章 实验数据与结果分析 11

3.1水泥掺量对水泥稳定CFB炉渣的影响 11

3.1.1最佳含水率的测定 11

3.1.2 无侧限抗压强度 12

3.1.3 劈裂抗压强度 12

3.2土掺量对水泥土稳定CFB炉渣的影响 13

3.2.1最佳含水率的测定 13

3.2.2无侧限抗压强度 14

3.2.3 劈裂抗压强度 15

3.3 本章小结 15

第4章 结论与展望 16

4.1结论 16

4.2展望 17

参考文献 18

致 谢 19

附录A 20

第1章 绪论

1.1 研究背景、目的及意义

在科技日益发展的今天，人们越来越重视环保问题。燃煤发电目前仍然主要的发电形式，但是不可否认其对空气造成的污染。为了改善环境，并且实现资源的综合利用，CFB锅炉已经成为燃烧的首选锅炉。CFB锅炉不仅成本低，而且可以燃烧污泥，废物，生物质等，具有很强的燃料适应性，是一种节能锅炉。CFB锅炉脱硫效率高，排放物中氮氧化物含量低，可以在一定程度上减少对空气造成的污染。并且CFB锅炉可以很好的和能源和物料处理系统结合起来，提高能源的利用效率，可以大规模的运行发展。

随着CFB锅炉越来越多，CFB炉渣的应用问题也引起了人们的重视，刚好在道路基层方面，没有专用水泥，通常选择PC32.5水泥，如果能研究出一种CFB炉渣基层用于道路基层，不但能解决CFB炉渣的应用问题，实现废物利用，同时也很好的解决了道路基层的水泥选择问题。

1.2 CFB锅炉工艺和对灰渣的影响

1.2.1 循环流化床的燃烧工艺

CFB的工艺流程如图1-1

图1-1 循环流化床的工艺流程图

CFB锅炉在燃煤技术方面非常工业化，燃烧方式选择流化燃烧，具体体现在结构方面，CFB锅炉的主要结构为由密相区和稀相区组成的燃烧室还有循环系统和回流系统^[1]。CFB锅炉是以环保和可持续发展为基础发展起来的。因为CFB锅炉的可靠性、稳定性、能源利用率高、环境适应性好和燃烧适应性好，特别是可以燃烧其他锅炉不能燃烧的质量差的原料，所以称为符合我国国情的最优锅炉选择。

为了减少烟气中的SO₃,通常将一定量的脱硫剂和煤混合加入炉中,石灰石脱硫剂通常以粉末的形式与沸腾煤喷到循环流化床锅炉中，石灰石分解发生固硫反应后随烟气被抽走,连同流化床飞灰收集^[2]。

1.2.2 CFB锅炉的特点

（1）燃烧适应性广

燃烧适应性广是CFB锅炉的一大优点。在CFB锅炉中，燃料的质量占比特别小，仅为床料只量的2%左右，灰渣等不可燃烧的颗粒占据了其他部分。再加上加热过程需要的热量仅为总热量的千分之几，床层温度基本不受什么影响。同时煤燃烧产生的能量又可以将床层温度稳定，所以CFB锅炉着火容易并且可选煤的种类很广。

(2)燃烧效率很高

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