铁尾矿粉-粉煤灰-矿渣粉复合掺合料对混凝土性能的影响

研究了铁尾矿粉单掺作掺合料对混凝土性能的影响,在此基础上系统研究了铁尾矿粉-粉煤灰-矿渣粉复掺作掺合料对混凝土坍落度、抗压强度的影响.研究结果表明,随着铁尾矿粉掺量的增加,混凝土坍落度呈先增大后减小趋势,抗压强度下降明显,铁尾矿粉的适宜掺量为15％;在掺量相同的条件下,掺加铁尾矿粉-粉煤灰-矿渣粉复合掺合料的混凝土强度明显高于单掺铁尾矿粉的混凝土强度,且混凝土工作性得到显著提高.用扫描电镜(SEM)、压汞仪对铁尾矿粉和复合掺合料的作用机理进行了研究.     

铁尾矿粉对混凝土性能的影响研究

将铁尾矿原粉和磨细铁尾矿粉与矿渣粉按照不同比例(分别为2:8、4:6和6:4)复掺配成矿物掺合料,并以30%、40%和50%的比例掺入混凝土中,研究其对不同水胶比(分别为0.3、0.4和0.5)混凝土流动性和抗压强度的影响。结果表明:无论矿物掺合料复掺比例及掺量多少,水胶比仍然是影响铁尾矿粉混凝土流动性和强度的主要因素,即随水胶比增大流动性提高,强度降低。铁尾矿粉和矿渣粉的复掺比例及矿物掺合料总量对流动性的影响取决于复掺后颗粒的搭配情况,当颗粒搭配合理时,即形成了较为紧密堆积,混凝土拌合物的流动性最好。由于铁尾矿粉活性低,所以其掺量增大,混凝土抗压强度呈现下降趋势。相比铁尾矿原粉,磨细铁尾矿粉有助于提高混凝土的抗压强度。     

铁尾矿-磷渣基复合矿物掺合料的梯级粉磨制备与性能研究

通过激光粒度分析、RRB(Rosin-Rammler-Bennett)方程拟合、强度测定等测试手段,研究了梯级粉磨顺序、梯级粉磨时间对采用梯级粉磨工艺制备的铁尾矿-磷渣基复合矿物掺合料(简称TPCMA)的粒度分布特征及胶砂活性指数的影响,并通过TPCMA浆体强度和XRD、SEM测试分析了铁尾矿粉和TPCMA的火山灰反应活性.结果表明:将易磨性较差而活性较好的磷渣预先粉磨有利于TPCMA粉料中磷渣细颗粒含量的增加,提高其整体活性;合理的粉磨时间有助于提高TPCMA粉料颗粒分布的均匀性,提高胶砂流动度;铁尾矿粉自身具有微弱的火山灰活性,而TPCMA的火山灰活性相比铁尾矿粉则显著提高,且其火山灰活性的发挥主要体现在水化后期.     

铁尾矿粉对C40混凝土性能的影响

随着选矿工艺的精进,铁尾矿排出的粒度越来越细.本文通过系统的试验,重点研究铁尾矿粉作为惰性掺合料对混凝土的力学性能、抗冻性能和抗渗性能的影响.研究结果表明:对于铁尾矿粉掺量为23％的混凝土,强度发展较快,相对于基准混凝土,28 d强度增长了29％;铁尾矿粉的掺入对混凝土的抗冻性能和抗渗性能均有不同程度的改善.     

铁尾矿粉对混凝土耐久性能的影响

以河北迁安铁尾矿砂为原料,采用机械与化学-机械活化粉磨制得铁尾矿粉为矿物掺合料,研究了其对混凝土耐久性的影响.通过研究其对硬化浆体的孔结构,混凝土的抗氯离子渗透性能,抗碳化性能以及抗冻融性能的影响得出:化学-机械活化铁尾矿粉最大程度地降低了硬化浆体的总孔隙率与孔隙连通性,同时其抗渗性能优于空白水泥、粉煤灰以及机械活化铁尾矿粉,并且具有良好的抗冻性;但其抗碳化能力略低于空白水泥与机械活化铁尾矿粉混凝土.     

铁尾矿粉水泥基材料的性能实验研究

为了研究掺入铁尾矿粉对水泥基材料性能的影响,研究了铁尾矿粉掺入量对其微观结构性能、水化机理以及水化作用后矿物成分变化的影响。综合水泥基材料的物理力学实验结果,得出在铁尾矿粉掺量为30%(质量分数)、比表面积为450 m²/kg时,水泥基材料各项性能达到最佳。在同一水化时间作用下,随着铁尾矿掺量的不断增大,水泥基材料的水化放热速率与放热量均减小,且水泥基材料孔隙率的变化规律呈现出先减小后增大的趋势。而水泥基材料的XRD谱图衍射峰变化规律基本相似;但是Ca(OH)₂的衍射峰强度值却不断减小;而二氧化硅衍射峰强度值的变化规律呈现出不断增大的趋势;硅酸二钙的衍射峰强度值和硅酸三钙的衍射峰强度值都呈现出减小的趋势。     

铁尾矿微粉复合矿物掺合料的试验研究

为促进尾矿资源利用,开发新型矿物掺合料,将铁尾矿微粉和矿渣粉、粉煤灰复掺,研究了复合掺合料组成、比例及掺量对混凝土性能的影响。结果表明:铁尾矿微粉可取代粉煤灰与矿渣粉按1:1比例复掺,复合掺合料在胶凝材料中掺量不超过40%时,可以满足混凝土性能要求,技术效果与粉煤灰相当。初步试验证明了铁尾矿微粉作为矿物掺合料的技术可行性。     

石灰对铁尾矿加气混凝土抗冻性能的影响

在铁尾矿与石灰不同比例的条件下制备加气混凝土试样,经冻融循环后,测试其质量损失和强度损失,重点分析了石灰对加气混凝土抗冻性能的影响,并利用XRD和SEM等分析方法,研究了不同制备条件下加气混凝土试样的水化产物及结构特点.研究表明:当石灰与铁尾矿的比例为25∶60时,加气混凝土14 d的密度为565 kg/m3,抗压强度为3.34 MPa,15次冻融后试样的质量损失率和强度损失率分别为4.9％和22％;水化产物以托勃莫来石和C-S-H为主.     

铁尾矿粉、砂泥粉对水泥-减水剂体系工作性能的影响

为揭示铁尾矿粉和天然河砂中砂泥粉对水泥净浆体系的影响规律,分别测试了聚羧酸减水剂（ PCA）和萘系减水剂（ FDN）与两类粉体双掺后水泥浆动电电位和流变参数。结果表明：铁尾矿粉与砂泥粉对水泥-减水剂体系工作性能的影响存在显著差异。在PCA-水泥浆与铁尾矿粉或砂泥粉的双掺体系中,含铁尾矿粉水泥浆动电电位及塑性粘度变化率明显低于含砂泥粉水泥浆体系,铁尾矿粉对水泥浆流动性影响较小;采用FDN时,含砂泥粉的水泥浆体系流动性能优于掺铁尾矿粉的水泥浆体系;当水泥浆体系中粉体外掺量达到7％时,浆体塑性粘度显著增加,浆体体系流动性较差。     

铁尾矿粉细度对水泥砂浆孔结构的影响

铁尾矿粉是铁矿山精选矿后形成的尾矿细粉。试验选择两种比表面积分别为340m2/kg和680m2/kg的铁尾矿粉,分别称为原矿粉和磨细粉,研究这两种细度铁尾矿粉在不同掺量时砂浆的强度及孔结构。试验结果表明,在水胶比为0.5的砂浆中,原矿粉掺量不超过8%,磨细粉掺量不超过30%时,铁尾矿粉砂浆强度均大于对比样的,之后继续增大铁尾矿粉掺量,砂浆强度低于对比样。依据分形理论对两种砂浆的孔结构数据研究发现,砂浆的孔结构具有分形特征,而且分形维数变化规律与强度规律一致,这表明铁尾矿粉通过填充水泥颗粒间孔隙,密实砂浆结构而提高强度。     

水泥-铁尾矿泡沫混凝土的性能研究

研究了铁尾矿掺量对水泥-铁尾矿泡沫混凝土的干体积密度和抗压强度的影响,以及孔结构对泡沫混凝土导热系数的影响.测试了泡沫混凝土的导热系数,用显微镜和图像分析软件分析了泡沫混凝土的气孔结构,建立泡沫混凝土的抗压强度与干体积密度的关系模型,分析导热系数随孔结构的变化规律.结果表明铁尾矿取代水泥后泡沫混凝土的抗压强度降低,且其影响程度随混凝土气孔率的增大而减小.泡沫混凝土的抗压强度与干体积密度呈对数关系,与铁尾矿掺量成指数关系.泡沫混凝土密度相同时,气孔孔径越大抗压强度越高.随着气孔孔径的增大,泡沫混凝土的导热系数逐渐增大;随着孔隙率的增大,泡沫混凝土的导热系数逐渐减小;当孔隙率一定时,气孔孔径越小导热系数越小.     

细粒级铁尾矿粉的性能与改性机理研究

本文选取细粒级铁尾矿粉,并加入改性剂对其进行改性,研究改性铁尾矿粉的化学及矿物成分、细度、烧失量、需水量比及活性指数等相关性能,并与Ⅱ级粉煤灰性能进行比较,探究改性剂对铁尾矿粉的改性效果和改性机理。研究结果表明：细粒级铁尾矿粉的化学与矿物组成与粉煤灰相近,细粒级铁尾矿粉>45μm的颗粒含量为17.7%、烧失量为6.5%、改性后需水量比为97.2%,均满足国家Ⅱ级粉煤灰相关标准。碱类复合改性剂改性效果最好,改性铁尾矿粉3 d、7 d和28 d活性指数分别为95.6%、95.7%和89.3%,均高于Ⅱ级粉煤灰。随着改性铁尾矿粉比表面积增加,净浆抗压强度提高。铁尾矿粉经过改性处理后,界面处的SiO₂中的硅氧键会出现重组现象,发生重聚反应,宏观表现为抗压强度的提高。且铁尾矿粉颗粒粒径越小,这种重聚反应越显著,抗压强度的提升越明显。     

粉磨方式对铁尾矿-矿渣基胶凝材料的性能影响

通过激光粒度分析、RRB(Rosin-Rammler-Bennett)方程拟合、强度测定、X-射线衍射(XRD)测试及孔结构测试等手段,研究了混合粉磨、单独粉磨、梯级粉磨这三种粉磨方式对铁尾矿-矿渣基胶凝材料的性能的影响.结果表明:在粉磨能耗相等的条件下,梯级粉磨制备的铁尾矿-矿渣基胶凝材料的颗粒群分布、强度、水化进程及孔结构优于混合粉磨和单独粉磨.另外,在常温下,利用梯级粉磨制得的铁尾矿-矿渣基胶凝材料与尾矿砂配合,制备了28 d抗折强度24.4 MPa、抗压强度97.0 MPa的高强砂浆.     

铁尾矿陶粒混凝土的制备与性能分析

用铁尾矿陶粒替代普通混凝土天然粗骨料,根据《轻骨料混凝土技术规程》(JGJ/T 12—2019)设计配合比,制备LC30～LC40的铁尾矿陶粒混凝土.测定和计算其力学性能、耐久性、经济性,并与普通混凝土作对比.结果表明,铁尾矿陶粒混凝土能够满足《轻骨料混凝土技术规程》(JGJ/T 12—2019)中LC30配制强度,其...     

铁尾矿粉-脱硫灰胶凝材料的制备及性能研究

为提高铁尾矿和脱硫灰等工业固废的综合利用,利用氢氧化钠和硫酸钙作为复合激发剂,铁尾矿粉、脱硫灰和矿渣微粉为原料,制备铁尾矿粉-脱硫灰胶凝材料。开展正交试验分析铁尾矿粉掺量、脱硫灰掺量、氢氧化钠掺量和硫酸钙掺量对胶凝材料抗压强度的影响,并进行配合比优化。结合X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的微观结构进行分析表征。结果表明:对胶凝材料3 d、7 d和28 d抗压强度影响最显著的分别是氢氧化钠掺量、铁尾矿粉掺量和硫酸钙掺量;铁尾矿粉、脱硫灰、氢氧化钠和硫酸钙的最佳掺量分别为20%、10%、1%和9%(质量分数),此时,胶凝材料3 d抗压强度为4.59 MPa,28 d抗压强度为18.44 MPa,微观结构致密,宏观强度最高。     

矿物掺合料对机场道面混凝土性能的影响

研究了粉煤灰和矿渣粉对机场道面干硬性混凝土性能的影响,包括抗折强度、耐磨性和维勃稠度。试验结果表明：掺入适量粉煤灰和矿渣粉的混凝土,其28d抗折强度和耐磨性已与基准混凝土相当,但90d的值有较大的增大,且粉煤灰与矿渣粉复合使用对混凝土性能的改善效果更佳;掺矿渣粉对混凝土维勃稠度影响很小,但掺Ⅱ级分选粉煤灰后,混凝土的维勃稠度降低较大,对混凝土的工作性有较大的改善作用。     

矿物掺合料对混凝土抗压强度的影响

对掺加粉煤灰、矿渣微粉和硅粉的混凝土抗压强度进行了试验研究.结果表明:粉煤灰的掺入明显降低了混凝土的抗压强度,并且随着粉煤灰含量的增加而逐渐减小;矿渣微粉的掺人使混凝土早期的抗压强度减小,28d时矿粉的掺入使混凝土的抗压强度增大;但硅粉的掺加提高了混凝土的抗压强度.     

铁尾矿微粉对低熟料胶凝材料混凝土性能的影响研究

以铁尾矿微粉和低熟料胶凝材料体系为对象,主要研究了基准水泥-粉煤灰-矿渣粉组成的低熟料胶凝材料体系在铁尾矿微粉不同掺量下对混凝土的和易性、抗压强度、体积稳定性、耐久性,以及早期水化热的影响规律.结果 表明,在混凝土相同流动状态下,掺20％的铁尾矿微粉不会增大混凝土减水剂用量,28 d混凝土强度满足强度等级要求.掺15％的铁尾矿微粉能延长净浆和胶砂体系首次开裂时间,能够减小混凝土的后期干燥收缩.将铁尾矿微粉控制在20％的掺量以内时,不会降低混凝土的耐久性能.通过水化热试验发现,低熟料胶凝材料体系能够明显降低浆体早期水化热和最大放热速率.即便在大掺量下,铁尾矿微粉低熟料胶凝材料混凝土长龄期强度仍可以满足要求,具有应用的技术可行性.     

几种典型铁尾矿制备加气混凝土性能及水化机理研究

以辽宁鞍山、湖北黄石大冶、安徽马鞍山以及四川攀枝花等地的八种铁尾矿为主要原料制备蒸压加气混凝土.利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)等手段,重点研究了不同铁尾矿替代天然砂掺量对样品结构和性能的影响.结果 表明,鞍山风水沟铁尾矿最大掺量为55％时,制品抗压强度可达到A05和干体积密度达到B07级别的合格品要求.样品的抗压强度和干体积密度随铁尾矿掺量的增加先增大后减小.在蒸压养护下,所制备样品物料中钙质材料水化形成的氢氧化钙与铁尾矿和石英砂中的游离二氧化硅及氧化铝反应得到了托贝莫来石,水泥中的钙矾石消失,片状结晶的托贝莫来石与骨料相互交织,形成致密网状结构,有利于制品强度的提高.