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。     

用细粒铁尾矿制备细骨料混凝土的试验研究

将某-0.074 mm占74.5%的细粒铁尾矿按0.045 mm分级,通过热活化处理改善-0.045 mm尾矿的反应活性,并将其制备成复合胶凝材料,然后与+0.045 mm尾矿制备成细骨料混凝土。制品尾矿掺量达到70%,28 d抗压强度达到99 MPa。     

大掺量铁尾矿高强混凝土材料的制备

将首钢密云铁矿尾矿按一定方法分级,取-0.08 mm粒级与水泥熟料、脱硫石膏通过三级混磨形成胶凝材料,然后将胶凝材料与作为骨料的+0.08 mm铁尾矿中的某一粒级混合,并加入减水剂制备成高强混凝土材料。在其他条件一定的情况下,通过正交试验着重考察了骨料粒度、第三级混磨时间、减水剂用量对制品抗压强度的影响。试验结果表明：第三级混磨时间是影响制品抗压强度的主要因素;在合适的条件下,制得的铁尾矿混凝土材料28 d抗压强度高达97.63 MPa,制品中铁尾矿掺量达到70%,。     

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。     

极细高硅型铁尾矿制备超高性能混凝土研究

基于骨料堆积理论和颗粒最紧密堆积理论,利用辽宁地区的高硅型铁尾矿砂替代天然河砂制备绿色新型超高性能混凝土(UHPC),并针对其浆体性能和力学性能开展了研究。结果表明,随着铁尾矿砂替代量的增大,UHPC浆体的流动性逐渐降低,含气量逐渐增大;UHPC试件的抗折强度随着掺量的增大有所上升,但7 d抗压强度随着铁尾矿砂掺量的增大而减小,而28 d龄期的抗压强度随着铁尾矿掺量的增大而增大,并在40%时达到最大值。     

商洛菱铁尾矿高性能混凝土的制备研究

为提升菱铁尾矿活性从而实现大宗化综合利用,采用机械力-热复合活化工艺激发菱铁尾矿活性,研究活化工艺对活性的影响,然后用活化菱铁尾矿制备胶凝材料,研究菱铁尾矿掺量对其性能的影响,最后用菱铁尾矿细骨料、矿山废石粗骨料、活化菱铁尾矿制备高性能混凝土。结果表明,菱铁尾矿700℃煅烧40 min后球磨60 min,活化效果最好,火山灰活性指数（PAI）值为0.77;用活化菱铁尾矿代替矿渣作胶凝材料,当菱铁尾矿掺量为20%时,试块28 d抗压、抗折强度分别为33.16 MPa和4.89 MPa;在菱铁尾矿掺量大于30%,固废利用率大于80%的条件下,所制混凝土的28 d抗压强度高达52.9 MPa。     

用特细铁尾矿生产混凝土空心砌块

利用铁矿采选过程中产生的围岩碎石及尾矿代替砌块生产中的粗细骨料试制混凝土小型空心砌块，通过对样品进行检测及经济分析表明，可以制成符合国家标准的承重混凝土小型空心砌块，这一成果，不仅给面临资源枯竭的矿山带来新的产业方向，而且有利于环境保护。     

用某钼尾矿制备高性能混凝土的试验

将钼尾矿、矿渣、水泥熟料、石膏进行机械力粉磨,制备胶凝材料,研究了胶凝材料掺量和砂率对混凝土力学性能的影响。结果表明,随着胶凝材料掺量的增加,混凝土的坍落度和混凝土试块的抗压强度均增大;随着砂率的增大,混凝土的坍落度和混凝土试块的抗压强度均先增大后减小。当胶凝材料和骨料质量比为1∶3.0,砂率为0.35时,养护28 d的混凝土试块的抗压强度达68.7 MPa。在钼尾矿胶凝材料体系中,C-S-H凝胶、AFt及氢氧化铁凝胶等水化产物相互交织,未参与反应的微细粒填充到体系的孔隙中,促进了胶凝材料强度的增长。     

铁尾矿制备微晶玻璃的研究

采用烧结法以商洛某尾矿库现存铁尾矿为主要原料制备微晶玻璃。对基础玻璃熔制较佳工艺进行了优化,并探究晶化温度和保温时间对微晶玻璃的抗压强度、密度以及热膨胀系数的影响。结果表明：在熔制温度1400℃,保温2 h条件下熔制的基础玻璃性能较优;在晶化温度900℃,保温2 h条件下晶化处理得到的微晶玻璃试样性能较优,其抗压强度达到158.32 MPa,密度为2.74 g/cm³,热膨胀系数为6.8×10^-6 K^-1。     

高效减水剂对铁尾矿高性能混凝土性能的影响

将北京密云铁尾矿与高炉水淬矿渣、水泥熟料、脱硫石膏通过三段混合磨矿形成胶凝材料,然后将胶凝材料与铁尾矿混合,并加入高效减水剂,制备成高性能混凝土材料,其中铁尾矿总掺量达到70%。固定其它参数与试验条件,改变高效减水剂的种类和掺量,研究高效减水剂对铁尾矿高性能混凝土性能的影响。试验结果表明：聚羧酸系高效减水剂对新拌混凝土的工作性能最有利,掺入UNF-5的硬化混凝土各龄期的抗压强度最高,28 d强度已经达到80 MPa。     

改性铁尾矿微粉对中高强混凝土性能的影响研究

将不同掺量的改性铁尾矿微粉完全替代粉煤灰做矿物掺合料制备C50混凝土,并设置与铁尾矿微粉等掺量的粉煤灰组为对照,研究改性铁尾矿微粉对中高强混凝土抗压强度、工作性能和耐久性能的影响。结果表明：改性铁尾矿微粉混凝土具有较好的工作性能;抗压强度随改性铁尾矿微粉掺量的增加而降低,各组较对应的粉煤灰对照组强度略低,相差范围在3.7～4.6 MPa内,在改性铁尾矿微粉的掺量为矿物掺合料总量的30%～60%时,均满足C50混凝土的抗压强度要求。在改性铁尾矿微粉的掺量为矿物掺合料总量的40%～60%时,抗碳化性能随改性铁尾矿粉掺量的增加先增强后减弱,与粉煤灰对照组基本持平;抗渗透性能随铁尾矿粉掺量增加而减弱,但抗渗等级均能与粉煤灰对照组一致,为“非常低”;抗硫酸盐侵蚀性能、抗冻性能均随改性铁尾矿粉掺量增加而增强,抗硫酸盐等级可以达到KS180,抗冻等级均可达到F300,且均优于粉煤灰对照组。综合看来,改性铁尾矿微粉在其掺量为矿物掺合料总量的40%～60%时可替代粉煤灰应用于中高强混凝土中。     

山西灵丘低硅铁尾矿制备加气混凝土的试验研究

以低硅铁尾矿作为主要原料,铝粉作为发气剂,成功制备出了符合GB/T 11968—2006的A3.5,B06级加气混凝土制品。考虑最大限度使用铁尾矿的情况下,铁尾矿、硅砂、石灰、水泥和脱硫石膏的最优化配合比(质量比)为40∶20∶25∶10∶5,铝粉加入量为0.057%,水料比为0.57,静停养护温度为70℃,加气混凝土制品的抗压强度达到4.11 MPa,此时体积密度为590 kg/m3,比强度为6.97 MPa。由X射线衍射测试分析可知,成品中主要的矿物成分为托贝莫来石,此外还有硬石膏和残留的石英等。扫描电镜和能谱分析结果显示,成品中形成了CSH和托贝莫来石相互交织的网状结构,有效的提高了加气混凝土的强度。     

钢渣粉掺入对高强尾矿混凝土性能的影响

为了研究钢渣粉掺入对高强尾矿混凝土性能的影响,以比表面积为5 950 cm2/g的钢渣粉等量替代比表面积为5 137 cm2/g的基础胶凝材料(铁尾矿、矿渣、水泥熟料、天然石膏的梯级磨矿产品,各对应成分的质量比为40∶26∶26∶8)进行了胶砂流动度试验,并以等质量的原始粒级铁尾矿为骨料,进行了混凝土试件强度试验。结果表明:钢渣粉的掺入在一定程度上提高了体系的流动度;钢渣粉的掺入对混凝土早期强度有明显的负面影响;钢渣粉水化作用的缓慢、持久释放,使掺钢渣粉的混凝土后期强度显著增长,但钢渣粉的掺量不宜超过20%。试验产品的SEM分析表明,无论是否掺加钢渣粉,尾矿混凝土水化产物均为钙矾石和C-S-H凝胶;在反应的中后期,体系中C-S-H凝胶和钙矾石的协同生成能够促进体系强度的增长。     

铁尾矿基陶粒混凝土的制备及性能研究

随着矿冶行业的快速发展,尾矿堆积量逐年增多,特别是铁尾矿已成为国内研究者关注的焦点。先用铁尾矿制备轻质高强陶粒,然后以该陶粒作为轻骨料制备陶粒混凝土。采用正交试验研究水灰比、减水剂用量、砂用量、增稠剂用量对陶粒混凝土抗压强度及陶粒上浮的影响。通过试验确定该铁尾矿基陶粒混凝土的最佳方案为水灰比0.25、减水剂用量0.5%、砂用量20%、增稠剂用量0.12%。最终制得28 d抗压强度为67.33 MPa、抗折强度为8.1 MPa、体积密度1 940 kg/m3的高性能陶粒混凝土。研究中解决了轻骨料陶粒混凝土中陶粒上浮问题,实现了资源二次开发。      

含粉煤灰或铁尾矿粉复合胶凝材料性能研究

为了验证矿物掺和料在复合胶凝材料水化硬化过程中的作用效应,实验用与水泥细度相近的粉煤灰和铁尾矿粉作为活性和惰性矿物掺合料,研究了相同养护温度、不同水胶比条件下,矿物掺合料掺量和种类对胶砂块试件抗压强度以及7 d龄期混凝土自收缩发展规律。结果表明：在水化初期,粉煤灰和铁尾矿粉在复合胶凝材料水化中起到物理填充作用,随龄期延长,粉煤灰的火山灰效应才逐渐显现。水化初期,矿物掺合料的物理因素（颗粒形貌等）对胶砂块抗压强度影响超过化学因素（反应程度等）,同时活性与惰性掺和料的作用基本相同;粉煤灰和铁尾矿粉的自收缩规律基本相同,均随着掺量增大呈线性递减特性。     

铁尾矿干压免烧砖的制备

以陕西某铁尾矿为主要原料,添加少量水泥及适量当地河砂,制备MU15级干压免烧砖,研究了铁尾矿与河砂的质量比、水泥用量、拌和用水量、成型压力以及化学外加剂对尾矿免烧砖抗压强度的影响。结果表明：在成型压力为15 MPa条件下,铁尾矿与河砂的质量比为1.25∶1.00,水泥在固体干料总量中占10%,拌和用水量为固体干料总量的8%,萘系高效减水剂掺量为水泥量的0.8%,葡萄糖酸钠缓凝剂掺量为水泥量的0.03%时,可制得28 d抗压强度达到16.4 MPa的铁尾矿免烧砖,其各项性能指标符合JC/T 422-2007《非烧结垃圾尾矿砖》标准的规定。     

某选铁尾矿制备胶凝材料的研究

为了综合利用铁尾矿资源,试验以铁尾矿为一种掺料,制备出了能达到一定力学强度的胶凝材料,其强度能达到标号为32.5的通用硅酸盐水泥的强度要求。考虑各因素后确定的配比为:铁尾矿20%,高炉矿渣53.5%,水泥熟料20%,二水石膏6%,早强剂氯化钠0.5%。这种材料既可以替代低标号的水泥、混凝土,又可以作为采用充填法开采的铁矿矿山的胶结充填材料。     

全尾矿废石骨料高强混凝土的试验研究

从资源再生、生态环境保护和循环经济的角度出发,以重新级配后的密云地区铁矿废石为粗骨料、密云地区铁尾矿为细骨料,将铁尾矿与矿渣、水泥熟料、脱硫石膏通过梯级混磨得到混合料,与单独磨细的钢渣粉混合为胶凝材料,加入减水剂和水后制备成高强混凝土材料,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)等手段进行微观结构与物相组成的变化研究,进而分析反应机理。所制备的混凝土的固废总比例达到91%,使用废石代替天然石子,铁尾矿代替天然砂子,其天然砂石替代率达到100%,制得的混凝土试块28 d抗压强度达到75.92 MPa。     

利用铁尾矿制备发泡水泥

为提高铁尾矿的利用率,以普通硅酸盐水泥为基质材料,铁尾矿为掺和料,通过化学发泡法制备发泡水泥.研究了铁尾矿掺量、发泡剂用量、水灰比、硬脂酸钙等因素对发泡水泥抗压强度和密度的影响,并确定最佳原料配比.结果表明,原料最佳配比为:铁尾矿55％,普通硅酸盐水泥45％,发泡剂8％,硬脂酸钙0.35％,聚丙烯纤维0.3％,在水胶比...