用南岐铁尾矿制备加气混凝土

以山西灵丘县南岐铁矿尾矿为硅质材料、水泥和石灰为钙质材料制备尾矿加气混凝土,着重通过正交试验对尾矿加气混凝土制品的配方进行了优化,并借助XRD、SEM等测试方法对制品的矿物组成和微观结构进行了分析。结果表明：按照铁尾矿质量分数为61%、水泥质量分数为10%、石灰质量分数为23%、石膏质量分数为6%、铝粉与4种原料的质量比为0.55‰、水料比为0.57%的优化配方,制备出的尾矿加气混凝土制品的抗压强度为4.83 MPa、干密度为596 kg/m3,达到A3.5、B06级加气混凝土合格品要求;制品中的主要水化产物为托贝莫来石和CSH凝胶,此外还有石膏和尾矿中残留的石英等。     

用首钢大石河铁尾矿制备蒸压加气混凝土

利用首钢大石河铁尾矿进行制备蒸压加气混凝土的试验研究,为该铁尾矿的资源化利用提供技术依据。结果表明,在铁尾矿磨矿细度为-0.08 mm占97.2%,4种原料铁尾矿、石灰、水泥、石膏的配比为60∶25∶10∶5,铝粉膏加入量为原料总量的0.06%,液固比为0.6,稳泡剂用量为总水量的8%,料浆浇注温度为50 ℃,静停养护温度和时间分别为60 ℃和4 h,蒸养压力、温度、时间分别为1.25 MPa、180 ℃、8 h的条件下,可制得强度等级为A3.5、密度等级为B06的蒸压加气混凝土。X射线衍射分析结果显示,制品中的主要物相是0.9、1.1、1.4 nm托贝莫来石及铁尾矿中的残留矿物。     

蒸压养护制度对某铁尾矿加气混凝土力学性能的影响

为探讨山西灵丘南岐铁矿选矿厂铁尾矿高附加值综合利用的新途径,以该铁尾矿为硅质材料,水泥和石灰为钙质材料制备了尾矿加气混凝土。研究了升温时间、恒温时间、恒温温度和降温时间等蒸压养护制度对尾矿加气混凝土力学性能的影响。结果表明：在升温时间为2 h,恒温时间为8 h,恒温温度为195 ℃（恒温压力为1.46 MPa）,降温时间为3 h情况下,获得了抗压强度为5.28 MPa,干密度为597 kg/m3的尾矿加气混凝土制品,其力学性能符合GB/T11968-2006中A3.5、B06级加气混凝土合格品的要求。XRD分析结果显示,尾矿加气混凝土制品中的主要水化产物为托贝莫来石和羟基水化硅酸钙,原尾矿中的石英、斜长石等依然存在于制成品中,以骨料的形式对尾矿加气混凝土制品的强度起着积极作用。     

煤矸石与铁尾矿制备加气混凝土的试验研究

为综合利用固体废弃物煤矿石与铁尾矿,以煤矸石和铁尾矿为主要原料制备加气混凝土,用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和X-射线能谱(EDX)分析制品的水化产物和微观形貌,研究了煤矸石的最佳热活化温度以及各原料组分对加气混凝土物理力学性能的影响。结果表明,煤矸石最佳煅烧温度为600℃,制备出绝干密度为608 kg/m3、抗压强度为3.64 MPa的制品,符号《蒸压加气混凝土砌块》(GB 11968—2006)规定的A3.5,B06级加气混凝土合格品的要求;蒸压前水化产物中出现钙矾石,蒸压后制品中主要的水化产物为托贝莫来石、C-S-H凝胶和葡萄状水钙铝榴石。     

石膏掺量和钙硅比对金尾矿加气混凝土性能的影响

以山东招远金矿的金尾矿为主要原料,研究了加气混凝土制品的强度和容重受石膏掺量和体系钙硅比的影响,并对加气混凝土制品进行了XRD和SEM分析。结果表明,石膏可以调节加气混凝土的凝结时间、提高坯体前期强度,但对制品的绝干强度影响不显著,其适宜的掺量为尾矿、水泥、石灰、石膏总质量的3%;托贝莫来石结晶的程度和数量决定了加气混凝土制品的强度,其结晶的程度和数量又受原料钙硅比的影响,试验确定的适宜钙硅比为0.7。     

用石英尾砂制备蒸压加气混凝土

利用秦皇岛鑫华玻璃厂的石英尾砂制备石英尾砂-水泥-石灰体系蒸压加气混凝土,在石英尾砂粉磨至比表面积为321.57 m²/kg,4种原料石英尾砂、石灰、水泥、脱硫石膏的质量比为65∶20∶10∶5,铝粉膏加入量为原料总量的0.06%,水料比为0.57,拌和水温为55 ℃,静停养护温度和时间分别为50±2 ℃和4 h,蒸养压力、温度、时间分别为1.25 MPa、185 ℃、12 h的条件下,制品的强度达到A3.5级,干密度达到B06级。X射线衍射分析和场发射扫描电镜分析结果显示,制品中主要水化产物为托贝莫来石和C-S-H凝胶。     

铝粉增强钼尾矿发泡水泥力学性能研究

以钼尾矿和PC 32.5水泥质量比2:3为原料制备钼尾矿发泡水泥,对铝粉增强发泡水泥的力学性能进行研究,利用XRD和SEM对水化产物的矿物组成和微观形貌进行了表征。结果表明:铝粉对钼尾矿发泡水泥力学性能增强显著,铝粉掺量0.2‰时制备的钼尾矿发泡水泥力学性能较佳,28 d抗压强度提高28.9%,抗压强度为1.07 MPa,干密度为397.9 kg/m~3;制品中最终水化产物主要为托贝莫来石和C-S-H凝胶。     

高硅型铁尾矿砂蒸压加气轻质混凝土的制备及其性能研究

为寻找高成本硅质骨料的替代品并提高高硅型铁尾矿砂利用率,以高硅型铁尾矿砂与粉煤灰复掺替代硅砂制备蒸压加气轻质混凝土（ALC）试件,分析了铁尾矿砂/粉煤灰混合比例及水胶比对蒸压加气轻质混凝土性能的影响规律,并采用XRD及SEM等手段对水化产物和微观结构进行分析。结果表明:随着铁尾矿砂占比的增大,试件的干体积密度逐渐增大,抗压强度先增大后降低;随着水胶比的增大,试件的干体积密度和抗压强度逐渐降低。当铁尾矿砂、粉煤灰、水泥、石灰及脱硫石膏质量比为62.8∶9.0∶16.9∶8.9∶2.4时,控制水胶比为1.40,所制备的试件抗压强度为4.15 MPa、干体积密度为576 kg/m³,满足《蒸压加气混凝土砌块》（GB/T 11968—2020）规定的强度等级A3.5、干体积密度等级B06的要求。XRD结果显示主要水化产物为石英、托贝莫来石、硅钙水合物及沸石,SEM分析进一步说明水化形成大量板状的托贝莫来石及少量C—S—H凝胶,良好的网状结构使得承压时不易引起应力集中。     

钼尾矿免蒸压加气混凝土的试验研究

采用免蒸压工艺,研究了钼尾矿、水泥、石灰及矿渣对加气混凝土性能的影响。结果表明:随着水泥和石灰添加量的增大,加气混凝土的强度分别呈增大和先增大后减小的变化趋势,其干密度均呈现出先减小后增大的变化趋势,矿渣的掺入明显提高了混凝土制品的强度,但同时增大了制品的干密度。其最佳的原材料配比为(钼尾矿∶矿渣∶水泥∶石灰∶石膏)=(40∶25∶10∶22∶3),Al粉的质量分数为0.06%,水料比质量分数为0.6。此配比下所得加气混凝土制品抗压强度为3.12 MPa,干密度为660 kg/m3。     

利用微磨球效应制备超高强铁尾矿混凝土

以密云铁尾矿为主要原料,利用梯级混磨产生的不同物料之间的微磨球效应,制备出了超高强铁尾矿混凝土。制品尾矿掺量达到70%,抗压强度达到109.13 MPa,抗折强度达到15.53 MPa,并具有良好的安定性和耐久性。     

低硅铁尾矿陶粒的制备与应用

以某低硅铁尾矿为主要原料,对铁尾矿陶粒的配方进行了研究,并考察了尾矿陶粒作为轻质混凝土骨料的应用效果。结果表明：低硅铁尾矿陶粒原料铁尾矿、工业粉状废物与KD的适宜质量比为75∶17∶8,成品陶粒用量为920 kg/m3、水泥用量为220 kg/m3、水灰比为0.37（不含预湿陶粒用水）情况下的铁尾矿陶粒混凝土密度等级为1 200、抗压强度等级为LC5.0,满足《JGJ 51-2002,轻骨料混凝土技术规程》中结构保温轻骨料混凝土的要求,产品保温性能良好。     

铁尾矿粉-硅粉矿物掺合料对混凝土性能的影响

将研磨后的铁尾矿粉末和硅粉分别按照3∶2和4∶1的比例制备了两种复合矿物掺合料替代水泥进行浆体和混凝土试样的制备。通过微观结构分析、强度和耐久性分析对铁尾矿-硅粉复合矿物掺合料浆体和混凝土的基本性能进行了研究,结果表明：随着复合矿物掺合料掺量的增加,试样的水化反应放热量、抗压强度、劈裂抗拉强度和冻融耐久性均逐渐降低;且加入铁尾矿粉可使的硬化浆体试块孔隙结构变大,导致混凝土的抗压强度和冻融耐久性降低;但增加硅粉的掺量可以提高试样的水化反应强度,降低Ca(OH)₂的含量,且硅粉水化反应生产的C-S-H凝胶也可以细化孔结构,从而改善混凝土的微观特性、抗压强度、劈裂抗拉强度和冻融耐久性;弥补铁尾矿粉对混凝土性能的负面影响。整体上,改性混凝土的抗压强度在普通混凝土抗压强的85%以上,能满足工程要求。     

矿粉和纤维对活性粉末混凝土工作和力学性能的影响

为研究硅粉和铁尾矿改性混凝土的基本特性,分别用硅粉和铁尾矿粉按照0～20%的比例替代水泥和河砂,并通过力学和氯离子侵蚀实验获得硅粉和铁尾矿粉的较优替代比;然后在此基础上,分别按照体积比为0～2%添加钢纤维、玄武岩纤维和剑麻纤维来改善混凝土的力学特性,结果表明：混凝土的抗压强度和抗拉强度随着硅粉和铁尾矿粉的增加先增后减,其中硅粉和铁尾矿粉的较优替代比分别为15%和10%。三种纤维都能有效地提高混凝土的抗压强度和抗拉强度,但降低混凝土的坍落度。掺入硅粉5%以及10%的铁尾矿粉可以提高混凝土的抗氯离子侵蚀性能,但过多的铁尾矿粉对混凝土的抗氯离子侵蚀性能不利;玄武岩纤维比钢纤维和剑麻纤维能更好地提高混凝土的抗氯离子侵蚀性能,SEM分析也获得相同的结论。     

铁尾矿路面基层材料力学性能与耐久性能研究

为了探讨铁尾矿大规模资源化利用的新途径,以无侧限抗压试验结果（试件中水泥、碎石、铁尾矿和改性生物酶的质量比为5∶30∶68∶2）为基础,研究了聚丙烯纤维掺量对路面基层材料的力学性能和耐久性能的影响。结果表明,在聚丙烯纤维掺量为1.5 kg/m3的情况下,试件的劈裂抗拉强度达到0.396 MPa,抗弯拉强度达1.641 MPa,抗弯拉强度与无侧限抗压强度之比为0.27,冻融循环和干湿循环情况下的无侧限抗压强度均大于5 MPa,抗冻系数大于0.80,水稳系数大于0.88,试件冲刷率为0.139 g/min,质量损失比为1.92%,各项力学性能、耐久性能均满足高速公路和一级公路的要求,说明铁尾矿作为高速公路路面基层材料的主要成分是可行的。     

大比例掺用铁尾矿制备轻质保温墙体材料

以水泥为胶凝剂、黄石市灵乡铁矿尾矿为主要原料制备轻质保温墙体材料,研究了轻骨料膨胀珍珠岩、铁尾矿及其碱性激发剂掺量和水灰比对试件抗压强度、容重、导热系数的影响。结果表明：试验用碱性激发剂对铁尾矿的活性有显著的激发作用,从而可提高铁尾矿的掺用比例、减少水泥用量;当水泥、铁尾矿、激发剂、膨胀珍珠岩的质量比为1∶2.5∶0.25∶0.63,水灰比为0.8时,试件28 d的抗压强度＞5 MPa、容重＜900 kg/m3、导热系数<0.231 W/（m·k）,满足轻质保温墙体材料的性能要求。