磷石膏基矿井充填材料制备及其性能研究

为实现磷石膏的资源化利用,制备了以原状磷石膏为主要原料、赤泥为碱性激发剂的矿井充填材料,并分析了高效减水剂掺量、水泥掺量、赤泥掺量对其性能的影响。实验结果表明,水灰质量比为0.2,聚羧酸盐减水剂掺量为0.5%（质量分数）时,浆料的初始流动度约为230 mm,满足充填材料性能要求;水泥掺量从0增加到10%时,28 d抗压强度从2.03 MPa提升至10.75 MPa,初始流动度从180 mm增加到235 mm,强度保持率从0.39提升至1,表明水泥掺量直接影响充填材料的强度、流动性及耐水性能;赤泥掺量从0增加到5%时,28 d抗压强度提升了50%,强度保持率从0.82提升至1,激发作用明显,对材料的流动性有相反的影响。     

减水剂对赤泥-粉煤灰基地质聚合物性能的影响

针对地质聚合物需水量大、黏度高的问题，研究了木质素磺酸钠(SL)、聚羧酸减水剂(PC)、萘系减水剂(N)、三聚氰胺系减水剂(M)对赤泥-粉煤灰基地质聚合物性能的影响。通过FTIR、XRD、SEM-EDS分析了减水剂在碱溶液中的稳定性及其对赤泥-粉煤灰基地质聚合物物相、形貌和结构等的影响。结果表明，在相同液固比情况下，四种减水剂均可提高浆体流动度，流动度提高幅度从大到小依次是N、M、SL、PC。掺量不高于原料质量的0.50%时，SL与N对抗压强度有改善作用，对抗压强度的影响由优到劣依次是N、SL、M、PC。减水剂的掺入不会改变地质聚合物的物相组成，SL与N在碱溶液中相对稳定，但是PC与M在碱溶液中的稳定性较差。SL、PC、N、M的最佳掺量分别为0.50%、0.75%、0.50%、0.50%(质量分数)。     

大掺量粉煤灰高水充填材料的研制

文章研究了不同水固比条件下粉煤灰掺量对高水充填材料凝结时间、悬浮性、强度和水化放热量等性能的影响,研制出大掺量粉煤灰高水充填材料,并分析了其经济成本.研究表明:在同一水固比条件下,高水充填材料的凝结时间随着粉煤灰掺量的增加会延长,其强度和反应温升会有所降低,而对析水率和结实率的影响不大.研制的粉煤灰掺量为60％的高水充填材料,在水固比为1∶1时,凝结时间为11 min、1d和7d抗压强度分别为2.1MPa、2.8 MPa,其反应温升较对比组(不掺粉煤灰)降低了22.9％,且成本降低了54.6％.     

赤泥基胶凝材料的制备与性能研究

以赤泥、粉煤灰为主要胶凝材料,掺入适量激发剂(石灰)和脱硫石膏,制备了性能优异的赤泥基胶凝材料,并优化了配合比,研究了赤泥基胶凝材料的力学性能、体积稳定性和抗渗性.研究表明赤泥掺量65％,粉煤灰掺量20％,石灰掺量10％,脱硫石膏掺量5％时赤泥基胶凝材料的28 d抗压强度达到3.4 MPa,劈裂抗拉强度达到1.11 MPa.而赤泥掺量65％,粉煤灰掺量25％,石灰掺量5％,脱硫石膏掺量5％时,赤泥基胶凝材料的28 d干燥收缩为115×10-6 m,28 d温度收缩在-20～40℃ 范围内最小为40×10-6 m/℃,空气渗透系数为9.79×10-10 cm/s,抗水渗透系数为1.02×10-6 cm/s.研究表明在适量掺加石灰和脱硫石膏,有利于提高粉煤灰的水化,提高结构密实度,提高了赤泥基胶凝材料的力学性能、体积稳定性和抗渗性.     

黄土-粉煤灰基新型充填材料性能研究

充填开采是实现矿山安全绿色开采的重要途径,要求充填材料来源广泛,成本低,且必须能满足充填工艺需求。为探究黄土含量对膏体充填材料流动性和力学性能的影响规律,通过室内试验测定了不同类型粉煤灰、不同黄土含量条件下膏体充填材料的屈服应力和抗压强度等参数。研究结果表明:用黄土替代粉煤灰制作充填体,取材方便,成本低,且黄土颗粒能很好地包裹大颗粒,减少颗粒输送中对管道内壁的磨损,提升料浆流动性;随着黄土含量增加,充填体抗压强度会逐渐增大,但当黄土含量超过12.5%(质量分数)后,黄土细颗粒会阻碍水泥和其他物料之间的黏结,导致抗压强度有所降低;黄土与粉煤灰质量比为2∶8、3∶7,养护期为28 d时,充填材料既符合充填工艺要求,又能最大程度降低充填成本。     

粉煤灰/磷渣微粉改性水泥基3D打印材料的制备与工作性研究

建筑3D打印技术相对于传统建造技术具有效率高、成本低、污染小、安全性高等优点,但建筑3D打印材料限制了3D打印技术在建筑行业的发展.近年来,水泥基建筑3D打印材料的研究正受到越来越多研究人员的关注和青睐,相对于传统水泥基材料其需要有短的凝结时间,适宜的流动度,良好的可挤出性以及良好的可堆积性能,这样才可打印出完整的打印体.本文设计了不同配合比的粉煤灰(FA)/磷渣微粉(PS)改性水泥基3D打印材料,并对FA/PS改性水泥基3D打印材料的凝结时间、流动度以及可堆积性等进行了研究.研究结果表明:除FA10-50外,FA改性的水泥基3D打印材料以及SAC掺量为胶凝材料总量的15％时的PS改性的水泥基3D打印材料能满足建筑3D打印对凝结时间的需求;FA10-40、FA10-50、FA15-W、FA15-30、FA15-40的流动度在200 mm及以内,具有适宜的流动度,能满足建筑3D打印对流动度的要求,而PS改性的水泥基3D打印材料的流动度均大于200 mm,难以满足建筑3D打印对流动度的要求;FA15-10 、FA1540、FA15-50以及PS15-30和PS15-40能打印至50层且变形较小,具有良好的可堆积性能.     

赤泥路面基层材料性能对比研究

文章对不同年份赤泥基层材料的性能进行了对比分析,试验结果表明,1年、3年、10年赤泥混合料7天抗压强度均可达2.9 MPa以上,28天抗压强度达到3 MPa以上,远远超过路基标准;三种混合料的回弹模量基本相同,保持在580 MPa左右;抗冻性方面,3年和10年混合料要优于1年混合料;运用液塑限联合测定法测定液塑限,发现其值有随年份递减的趋势。     

活化赤泥基胶凝材料的抗冻融性能研究

赤泥资源化利用对氧化铝行业可持续发展和环境保护具有重要意义。本文以赤泥和热活化赤泥为主要原料与钢渣等多种固废协同制备赤泥基胶凝材料,并对其抗冻融性能进行了研究。分别对养护14和28 d的胶凝材料试样进行冻融试验,用万能试验机、XRD、SEM、工业CT等检测方法对试样冻融前后的强度、物相、显微结构、孔隙率等进行表征,并对冻融损伤机理进行了探究。结果表明,赤泥基胶凝材料冻融前后的质量损失、强度损失、显微结构差异显著。其中,赤泥-普通硅酸盐水泥胶凝材料较其他赤泥基胶凝材料的抗冻性能优异,其养护14 d试件冻融前后的质量损失和强度损失分别为23.68%和50.75%;用热活化赤泥制备的赤泥-钢渣胶凝材料冻融后的质量损失率较冻融前降低了16.30%。     

基于煤矸石综合利用的新型充填材料性能研究

采用不同粒径煤矸石作充填骨料,研究水泥基充填材料和新型充填材料的流动性和抗压强度,并分析其微观结构。结果表明：当充填材料的流动性满足要求时,水泥基充填材料的28d抗压强度最高为1．5MPa,而新型充填材料的抗压强度最高达3．5MPa;粒径在1．18mm～0．075mm和0．6mm～0．075mm时,新型充填材料的28d抗压强度较水泥基的分别提高约1．9MPa和1．7MPa;微观结构表明,新型充填材料中骨料与凝胶体的结合非常紧密,且凝胶体密实,分布均匀;新型充填材料中的C-S-H凝胶体的Ca／Si有很大程度的降低。     

早强型聚羧酸减水剂的性能研究

早期强度发展缓慢的问题限制了聚羧酸减水剂的应用.为提高混凝土的早期强度,以OX-M4000、丙烯酸为主要原料,在氧化还原引发剂体系的作用下,采用水溶液自由基共聚合的方法,制得了早强型聚羧酸减水剂.通过XRD、SEM和水化热等测试方法,研究了自制早强型聚羧酸减水剂的性能.实验结果表明:自制早强型聚羧酸减水剂具有显著的早强效果:1 d强度提高17％,3 d强度提高14％,7 d强度提高25％,可以应用于管片、预制构件、管桩等对早期强度有要求的高品质混凝土的生产中,提高模具和场地的周转率,提高经济效益,具有广阔的市场前景.     

赤泥改性复合材料的研究概况

分析了赤泥的物理化学性质,从分类、结构、性能、制备、应用五个方面介绍了近年来国内外关于赤泥改性复合材料的研究概况。指出目前赤泥改性复合材料存在的问题与未来发展方向。     

利用赤泥制备轻质高强保温装饰一体化建筑材料

利用赤泥为主要原料,添加建筑垃圾、抛光砖废料和粘土制备轻质高强保温装饰一体化建筑材料.通过改变赤泥用量、烧结温度、发泡剂添加量等条件,对样品体积密度、孔隙率、抗压强度进行了研究.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对样品物相组成和形貌进行表征.研究结果表明:赤泥用量为35%,发泡剂添加量为5%,烧结温度为1100℃时,制备样品的气孔分布均匀,孔径大小较一致,体积密度为0.26 g/cm3,孔隙率为73.28%,闭气孔率达到90.52%,抗压强度为7.83 MPa.     

拜耳法赤泥的活性研究

论文通过XRF对拜耳赤泥元素及氧化物含量进行分析;对拜耳赤泥的比表面积、吸水率、粒度和密度等物理性能进行测试;以活性粉煤灰作为参考,通过取代水泥法和氧化钙法,对比分析了拜耳赤泥和粉煤灰的活性.结果为:拜耳赤泥中的氧化铝含量较粉煤灰高,氧化钙含量低于粉煤灰;比表面积为粉煤灰比表面积的1.63倍,吸水率也高于粉煤灰;随着取代量的增加,赤泥和粉煤灰试件7d和28 d的抗压和抗折强度呈下降趋势;经过高温养护2h后,赤泥/氧化钙系列试件的抗压强度均明显高于粉煤灰/氧化钙试件的抗压强度.试验用拜耳赤泥的活性高于Ⅰ级粉煤灰的活性.     

聚氯乙烯/赤泥复合材料的制备与性能研究

制备了聚氯乙烯(PVC)/赤泥复合材料,研究了赤泥的不同表面处理方式对共混物的力学性能和耐温性能的影响。结果表明:湿法处理赤泥的效果最好,不做处理的效果最差;赤泥的含量在15份时,共混物的缺口冲击强度和拉伸强度最大;添加赤泥可以提高PVC材料的弯曲强度和弯曲模量,同时,耐温性能也有一定程度的提高。     

工业废渣赤泥的特性及回收利用现状

赤泥是氧化铝生产产生的最大工业废渣,给社会、环境带来了沉重的负担.本文概述了赤泥的工业特性,介绍了赤泥在金属回收以及新材料制备等方面的研究概况.     

利用赤泥制备琉璃瓦的研究

本文利用铝厂的工业废弃物——赤泥制备琉璃瓦,详细研究了琉璃瓦坯料及釉料的组成;通过一次烧成制得合格产品,为赤泥的开发利用开辟了一条新途径。     

拜耳法赤泥制备地聚物类无机聚合材料的研究进展

赤泥是从铝土矿中提取氧化铝后产生的碱性废渣.拜耳法赤泥经活化、解聚溶出、二次聚合等处理,可以制备高性能无机地聚物材料,这为赤泥综合利用难题的解决提供了新的技术思路.本文对赤泥地聚物的合成技术研究现状进行了分析论述.通过对赤泥中主要成分硅渣的结构分析,认为由于生产条件的影响,硅渣不具有聚合物的性能特征,直接使用拜耳法赤泥制备地聚物材料难以获得较高的性能.通过活化处理,易于实现硅渣中铝硅基团的溶出,为二次聚合提供条件.本文认为,赤泥基地聚物材料具有广阔的应用前景,应进一步加强对拜耳法赤泥硅渣活化等理论问题的研究,并探讨地聚物合成过程的强度形成机理.     

碱赤泥矿渣胶凝材料水化产物中碱的测定

用水溶解的方法再借助火焰光度法分别测定了碱赤泥矿渣胶凝材料水化浆体中可溶于水和不溶于水的Na2O含量,提出了在碱赤泥矿渣胶凝材料中Na2O以可溶性化合物和结合为水化产物2种状态存在的观点.研究了水化浆体中可溶性Na2O和不溶性的Na2O含量随溶解时间的变化,确定了最佳的溶出时间.证实了在水化过程中,Na2O具有2种作用:催化作用和直接参与形成水化产物.     

赤泥强磁尾矿制备水处理陶粒滤料的研究

以广西某赤泥强磁选尾矿为主要原料,掺加适量粉煤灰、石英和造孔剂,研制水处理陶粒滤料.研究了原料配比和烧成制度对产品性能的影响,利用比表面积分析仪和电子显微镜分析陶粒样品微观结构及形貌.结果表明,赤泥掺量55％,烧结温度1130℃,保温时间30 min,制备的陶粒样品最佳,试样表观密度1.98g/cm3,堆积密度1.06 g/cm3,吸水率22.41％、空隙率46.46％、盐酸可溶率0.61％、比表面积0.51×104 m2/g,破损率与磨损率之和0.53％,孔隙均匀,三维连通,达到水处理用人工陶粒滤料标准要求.