铁尾矿粉沥青混凝土胶浆-集料粘附性和TG-DSC实验研究

在研究铁尾矿粉掺入沥青混凝土中的力学性能和路用性能的基础上,分析了铁尾矿粉掺量对沥青胶浆-集料粘附性的影响,并开展了不同铁尾矿粉掺量下沥青混凝土的TG和DSC实验。结果表明,综合不同铁尾矿粉掺量作用下沥青混凝土胶浆基本物理性能指标的变化规律,得到在铁尾矿粉掺量为60%时,沥青混凝土各项指标达到较佳值,且此时沥青混凝土的路用性能也能完全满足公路道路的使用要求。随着铁尾矿粉掺量的不断增大,沥青胶浆接触角和表面能与粘附功和剥落功的变化规律呈现出先增大后减小的趋势,且在铁尾矿粉掺量为60%时取得较大值。同时,铁尾矿粉的掺入可以有效地提升沥青混凝土的耐热性能以及有效地提升了沥青混凝土热稳定性。      

以铁尾矿为主的多元固废混凝土抗压性能与微观结构研究

为实现铁尾矿、煤矸石等固废再利用,降低混凝土水泥用量,并缓解铁尾矿单独作为混凝土掺合料对抗压性能的不利影响,以铁尾矿-煤矸石-粉煤灰为复合掺合料,考察了复合掺合料掺量和配比对混凝土抗压强度及微观结构的影响。结果表明:(1)复合掺合料的掺入降低了混凝土的抗压强度,掺量为20%时对后期抗压强度影响较小,28 d抗压强度可达42.1 MPa,达到C40混凝土标准;掺量为30%时28 d抗压强度最高可达38.4 MPa。(2)铁尾矿材料活性较低,单独作为掺合料劣化了混凝土抗压性能,但其具有填充效应以及分散作用;粉煤灰和煤矸石都具有一定的火山灰活性,粉煤灰活性较高且具有滚珠效应,对混凝土抗压强度的贡献高于煤矸石;铁尾矿与粉煤灰、煤矸石协同作用缓解了铁尾矿单独作为掺合料对混凝土抗压性能的劣化,最优掺入比例为1∶2∶2。(3)掺量为20%的复合掺合料促进了界面过渡区附近的水泥水化,但劣化了整体孔结构,掺量为30%的复合掺合料优化了混凝土孔结构,明显降低了界面过渡区的孔隙率,但对水泥水化产生了消极影响。研究结果表明,复合掺合料改变了界面过渡区的孔隙率和水化进程,平衡界面过渡区的孔结构和水化进程是提高混...     

铁尾矿—磷渣—脱硫灰三元固废混凝土抗压性能研究

为实现铁尾矿固废材料的再生利用,提高工业固废利用率,以铁尾矿、磷渣、脱硫灰作为掺合料部分代替水泥制备混凝土,研究三元体系下钙相固废与铁尾矿协同作用对混凝土抗压强度的影响,测试不同水胶比、铁尾矿研磨时间、掺合料掺量及掺合料比例对混凝土抗压强度的影响。结果表明,混凝土抗压强度与水胶比呈正相关关系,机械研磨提高了铁尾矿的比表面积,有利于铁尾矿表面与自由水发生水化反应,30%掺量混凝土后期抗压强度较20%掺量下降不大,在铁尾矿比表面积为1 589.3 m²/kg,铁尾矿、磷渣、脱硫灰分别占胶凝材料的6%、16%、8%时制备的混凝土抗压强度最高,28 d抗压强度达到40.9 MPa。通过采用压汞法（MIP）和背散射电子成像技术（BSE）研究了混凝土的微观结构,结果表明,掺合料的掺入优化了混凝土的孔隙结构,促进了界面过渡区的发展。铁尾矿、磷渣、脱硫灰三元体系在30%掺量下对混凝土强度影响较小,可代替水泥制备混凝土。     

活化金尾矿掺量对混凝土力学性能与微观结构性能的影响

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。为了研究活性金尾矿掺量对混凝土力学性能、微观结构性能和水化性能的影响，开展了不同掺量金尾矿混凝土的力学性能、XRD、TG-DTG和水化特性实验。结果表明：在粉磨时间为30 min时，金尾矿的比表面积达到了极大值以及其晶体结晶化度达到了极小值。而在金尾矿掺量为30%时，混凝土的基本力学和物理性能达到较佳状态；且掺入活性金尾矿混凝土的微观结构性能、水化放热速率和放热量均优于掺入非活性金尾矿混凝土的微观结构性能、水化放热速率和放热量。随着金尾矿粉磨时间的不断增大，金尾矿粒度累积曲线的变化规律都呈现先增大后趋于稳定的趋势，且随着粉磨时间的不断增大，金尾矿粒度累积越来越大。     

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。     

铁尾矿粉对干粉砂浆性能的影响及机理分析

为了研究不同比例铁尾矿粉掺量对干粉砂浆和易性、力学性能以及微观机理的影响,采用白象山铁尾矿粉作为研究对象,以不同比例替代干粉砂浆中机制砂和水泥的用量进行试验。研究结果表明：在粉体材料和机制砂总量保持不变的情况下,随着铁尾矿粉替代率的增加,干粉砂浆力学性能逐渐降低;铁尾矿粉以10%的比例替代机制砂,满足M20砂浆和易性及力学性能要求且性能最优;当铁尾矿粉对机制砂和水泥替代率达到30%时,满足M5砂浆和易性和力学性能要求。早期掺入铁尾矿粉能够加速水泥的水化,提高水化程度,生成更多的氢氧化钙;铁尾矿粉中的硅氧断键和铝氧断键在Ca(OH)₂作用下发生重聚反应,生成以硅酸钙、硅铝酸钙为主要成分的复盐矿物;掺入铁尾矿粉后,砂浆结构较为松散,强度降低。在10%～30%掺量替代机制砂和水泥的情况下,干粉砂浆能符合标准规范要求。     

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。     

铁尾矿沥青混凝土混合料的路用特性研究

为探究不同铁尾矿掺量下沥青混凝土的路用特性,以齐大山铁尾矿部分替代天然砂为细骨料,考察了铁尾矿掺量对沥青混凝土混合料软化点、高温稳定性、冻融劈裂、抗车辙性以及低温抗裂性的影响。结果表明：①随着铁尾矿掺量的增大,试样软化点先增大后趋于稳定,动稳定度先升高后降低,铁尾矿掺量为20%时沥青混凝土混合料的软化点及动稳定度最高,分别达56 ℃、5 292次/mm。②随着铁尾矿掺量的增大,试样最大弯曲应变先减小后增大,抗弯强度逐渐增大;最大弯曲应变值在铁尾矿掺量为30%时达到了最低,且此时试样的性能基本能够满足路面性能的要求。③随着铁尾矿掺量的增大,试样抗车辙因子先增大后略微降低,铁尾矿掺量为20%时达到最大值。④随着冻融循环次数的增加,试样劈裂强度比逐渐降低;在同一冻融循环次数作用下,随着铁尾矿掺量的增大,沥青试样的劈裂强度比呈现出先增大后减小的趋势。综合铁尾矿沥青混凝土试验结果可知,当铁尾矿掺量为20%~30%时,沥青混凝土的各项指标可达到最佳。     

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。     

PVA纤维增强铁尾矿砂混凝土的3D打印力学性能研究

为研究PVA纤维掺量为 0%、0.25%、0.5%、0.75%、1%的铁尾 矿砂混凝土的3D打印力学性能,基于灰 色预测模型分析其流动度和打印高度对抗压强度和抗弯强度的影响大小。 结果表明:3D 打印 PVA 纤维增强铁尾矿 砂混凝土的流动度范围在 159~ 176 mm 内;PVA纤维掺量为 0.5%时,混 凝土流动度最小;PVA 纤维掺量为 1%时,混 凝土流动度最大;其打印模型总高度随水胶比的增大而增大,随 PVA 纤维掺 量的增加而减小;PVA 纤维掺量一定时, 3D打印PVA纤维增强铁尾矿砂混凝土随水胶比的增大,抗压强度逐渐降低 ,但在一定的水胶比下,抗压强度随 PVA 纤维掺量的增加呈现显著降低趋势;3D打印试件的抗弯强度随水胶比的增 大而减小,并随纤维掺量的增大而变化; 3D打印试件的流动度对抗弯强度的影响大,3D打印试件的打印高度对抗压 强度的影响大。     

铁尾矿骨料制备透水混凝土的试验研究

基于铁尾矿骨料性质研究了铁尾矿骨料单粒级配和双粒级配(4.75～9.5 mm与9.5～16 mm)对透水混凝土力学性能的影响以及铁尾矿透水混凝土的微细观特性。试验采用28∶100的水灰比制备孔隙率为20%的透水混凝土试件,对透水混凝土试件的抗压强度和连通孔隙率进行了测试,并通过光学显微镜和扫描电镜观察了其宏观胶结面和界面过渡区。结果表明：单粒级铁尾矿透水混凝土有其最佳粒径范围,与石灰岩骨料相比,当铁尾矿骨料粒径大于9.5 mm时,透水混凝土抗压强度较高;双粒级铁尾矿透水混凝土粒径之比为3∶7时性能最佳,抗压强度为18.1 MPa,孔隙率为22.2%;与对照组相比,铁尾矿透水混凝土界面过渡区密实度较差、微细裂缝较多,但与硬化水泥浆体机械咬合作用较好。     

石灰石尾矿制备蒸压加气混凝土研究

以硅质石灰石尾矿、石英砂、水泥、石灰、石膏为主要原料,铝粉膏为引气剂,制备蒸压加气混凝土,研究石灰石尾矿掺量对其力学性能、干密度及导热性能的影响。结果表明,掺入石灰石尾矿能够降低加气混凝土的导热系数从而提高其保温性能;石灰石尾矿掺量为20%、40%时,蒸压加气混凝土满足GB 11968-2006中A2.0 B04及A10 B08要求;石灰石尾矿掺量为60%时,蒸压加气混凝土满足GB 11968-2006中A2.0 B04及A7.5 B08要求。     

白云石粉掺量对水泥混凝土力学性能影响研究

白云石粉具有良好的晶核效应与填充效应,将其用于高性能混凝土矿物掺和料具有广阔的应用前景。本试验系统开展了白云石粉取代水泥用量对混凝土抗压强度、弹性模量及干燥收缩等力学性能的影响研究,并采用比力学性能指标法,分析了白云石粉掺量对比抗压强度、比弹性模量及比干燥收缩量等力学性能指标的影响。结果表明,白云石粉对不同龄期混凝土比抗压强度有不利影响,较大掺量（3%以上）比抗压强度贡献率基本小于0;白云石粉取代水泥用量在10%以内,其晶核作用能够弥补水泥对弹性模量的影响,对混凝土弹性模量起到积极作用;掺入白云石粉抑制了混凝土干燥收缩的发展,掺量5%时抑制作用最佳,可见去白云石化反应对混凝土收缩进行了补偿。     

矿渣粉掺量对高水材料物理力学性能的影响研究

为了降低高水材料充填体成本、提高充填体强度,并有效开发利用矿山工业固体废弃物,开展了掺入有活性成分的矿渣粉对高水材料浆液和充填体物理力学性能及晶体微观结构影响的试验研究。结果表明,随着矿渣粉掺量增加,浆液初凝时间缩短,试件的含水率降低、容重增大,且含水率与峰值抗压强度及容重与峰值抗压强度均具有较好的二次相关关系;随着矿渣粉掺量的增加,试件的峰值抗压强度与残余强度均先减小后增大,掺量为10%时,峰值抗压强度与残余强度均达最小值;从材料的微观结构可以看出,矿渣粉的掺入促进了钙矾石晶体和硅酸钙凝胶的生长发育,改变了晶体发育形貌及网状结构形态。在试验掺量范围内,掺加20%的矿渣粉可使试件晶体空间网状结构最为致密,在宏观上表现为峰值抗压强度达最大值。     

铁尾矿粉的活性及在混凝土中的增强效应

进行了掺磨细铁尾矿粉的水泥标准胶砂试验,引入活性指标、强度贡献值、强度贡献率等概念对富硅铁尾矿粉在不同养护条件下的活性及在混凝土中的增强效应进行了表征。结果表明：铁尾矿粉比表面积的增加对铁尾矿活性影响较小,而养护条件对其活性影响显著;铁尾矿粉在标准养护、90 ℃热水养护及200 ℃高温养护下基本不具备火山灰活性,对混凝土的增强效应以微集料填充效应为主;蒸压养护条件下具备明显的反应活性,对混凝土的增强效应显著,比表面积为751 m²/kg 、掺量为20%的铁尾矿粉3、28、56 d的强度贡献率分别达到23.5%、27.3%、30.9%;铁尾矿粉的比表面积根据构件养护条件的不同以500~750 m²/kg为宜,对水泥的替代量以20%为佳。     

利用铁尾矿制备高强结构材料的试验研究

以矽卡岩型铁尾矿、矿渣、水泥熟料和脱硫石膏为主要原料,制备掺铁尾矿胶凝材料.研究了铁尾矿掺量、水胶比和减水剂掺量对高强结构材料力学性能的影响,并利用XRD和TG-DSC对胶凝材料的水化反应机理进行了基础研究.结果表明,当铁尾矿掺量为30％、水胶比0.35、减水剂掺量0.4％时,能够制备出28 d强度达28.55 MPa...     

黄铁矿尾矿泡沫混凝土力学性能和水化特征

为了探究发泡剂、水胶比、比表面积以及纤维的添加对由黄铁矿尾矿制备的泡沫混凝土力学特性的影响，对泡沫混凝土进行了抗压强度实验，最终得出了以上配料的较优种类和配比，为后续研究黄铁矿尾矿掺量对泡沫混凝土力学特性的影响打下基础。黄铁矿尾矿掺入量对泡沫混凝土的影响黄铁矿实验结果表明:随着黄铁矿尾矿掺量的不断增加，泡沫混凝土的抗压强度逐渐下降，且掺入量在10%～20%之间强度的衰减幅度较大。通过DSC-TG测试发现，黄铁矿尾矿掺入量的增大会导致水化产物的减少，进而降低泡沫混凝土的力学性能； IR光谱分析表明，随着黄铁矿尾矿掺入量的增加会导致OH-、Si-O和Al-O键数量减少，这代表了水化产物生成量的减少，从而减小其抗压强度；水化热测试结果表明，黄铁矿尾矿掺入量的增加会导致其抗压强度降低，实验还发现在保护龄期50 h后，黄铁矿尾矿可提高泡沫混凝土的强度，在泡沫混凝土加入适量的黄铁矿尾矿矿能够适当改善其养护后期的力学特性。      

铁尾矿砂掺量对混凝土力学性能、耐久性及水化特性的影响研究

为探究铁尾矿砂掺量对铁尾矿砂混凝土力学性能及耐久性的影响,以唐山某铁尾矿砂为骨料,考察了不同铁尾矿掺量下混凝土的抗压抗折强度、抗冲击性能、抗渗性能以及水化特性。结果表明：①随着铁 尾矿砂掺量的增加,混凝土抗压强度与抗折强度均呈现先增大后减小的趋势,铁尾矿砂掺量为10%时抗压强度最大,铁尾矿砂掺量为20%时抗折强度最大;混凝土的冲击功及断裂吸收能量呈现先增大后减小的趋势,铁 尾矿砂掺量为20%时冲击功及断裂吸收能量取得最大值。②随着铁尾矿砂掺量的增加,混凝土的吸水率逐渐降低,而混凝土的碳化深度及渗透深度先减小后增大,当铁尾矿砂掺量为20%时混凝土的抗碳化性能及抗渗性 能最佳。③随着水化反应的持续进行,水化放热速率呈现增、减、增、减的变化趋势,但同一水化时间下混凝土的水化放热速率随着铁尾矿砂掺量的增大而减小;随着水化时间的延长,混凝土的水化放热量呈现不断 增大的趋势;铁尾矿砂掺量增加,同一水化时间下混凝土的水化放热量越小。     

焙烧铁尾矿制备透水砖试验研究

为了改善尾矿制砖的力学性质,解决尾矿堆积问题,采用焙烧铁尾矿、水泥和粉煤灰为胶凝材料,2.36~4.75 mm粒级铁尾矿为粗骨料,通过搅拌、成型和养护工艺制备透水砖,探究了焙烧铁尾矿用量、水胶比、目标孔隙率和振动时间对透水砖性能的影响,对比未焙烧尾矿制备透水砖的性能。结果表明：① 焙烧尾矿制备透水砖最佳试验条件为：焙烧尾矿掺量60%,振动时间40 s、水胶比0.3,目标孔隙率20%;此时,透水砖抗折强度为3.34 MPa,符合国家标准Rf3.0,抗压强度为15.44 MPa,符合国家标准MU15,透水系数为2.58×10-2 cm/s,符合国家标准A级标准,实测孔隙率为23.41%。② 焙烧尾矿掺量为60%时效果最佳;未焙烧尾矿掺量为50%时效果最佳,抗折、抗压强度分别为3.38 MPa和14.54 MPa,透水系数符合国家A级标准;焙烧尾矿比未焙烧尾矿多替代水泥10%的情况下,力学性能焙烧尾矿透水砖较好,而透水性能则未焙烧尾矿透水砖较好。     

多壁碳纳米管-铁尾矿水泥基材料电学和力学性能研究

利用多壁碳纳米管(MWCNTs)和铁尾矿对水泥基复合材料进行改性,研究MWCNTs和铁尾矿单掺和复掺及其掺量对水泥基材料力学、电学、热学以及电磁吸波性能的影响。结果表明：0.05%掺量的MWCNTs有效增强了水泥基的力学性能;铁尾矿的掺入对水泥基材料的力学性能起到削弱作用;MWCNTs和铁尾矿的掺入都使得水泥基材料电阻率下降,相对铁尾矿来说,MWCNTs掺量变化对电阻率、升温效果的影响更大;在3～4 GHz电磁波频率范围内,MWCNTs掺量为0.05%和0.5%的材料其电磁吸波性能较好;在4～5 GHz电磁波频率范围内,铁尾矿掺量为10%和30%的材料其电磁吸波性能较好;在3～5 GHz电磁波频率范围内,MWCNTs与铁尾矿复掺的材料有较好的电磁吸波性能。