废渣黄石膏配制胶结材和混凝土的研究

以废渣黄石膏、水泥、石子、砂子、外加剂为原料配制胶结材和混凝土,并对其性能进行了研究。结果表明:加入10%黄石膏的水泥胶砂抗压抗折强度均满足P.042.5水泥的强度指标要求,其凝结时间及安全性合格;采用配比为黄石膏30%、水泥70%、CJ-1高效减水剂1.2%~2.0%可以配制C30混凝土,其抗渗性能达到P12抗渗等级要求。该工艺既可以大量利用废渣黄石膏,又可以解决环境污染问题。     

脱硫石膏配制胶结材和混凝土的研究

以脱硫石膏、水泥、石子、砂子、外加剂为原料配制胶结材和混凝土,并研究了所配制的胶结材和混凝土的性能。结果表明:脱硫石膏经过烘干、筛分后,与水泥、高效减水剂混合能够作为胶凝材料。用脱硫石膏替代10%水泥配制成胶砂,其抗压、抗折强度均满足P.O42.5水泥的强度指标要求,凝结时间及安定性合格;采用脱硫石膏替代30%水泥,添加减水剂配制成混凝土,其强度满足C30混凝土指标要求,抗渗性能达到P12抗渗等级要求。本研究结果如果能够实施,既可以大量利用脱硫石膏,又可以解决环境污染。     

磷石膏基胶结材固结原状磷石膏充填性能研究

以水泥和磷石膏基胶结材分别作为胶凝材料,以原状磷石膏为骨料,研究不同胶砂比和质量分数下材料的流动度、泌水率、浸出特性和抗压强度,确定磷石膏基水硬性胶结充填材料最优配比,并通过X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）分析充填材料硬化机理。结果表明,最优配比下磷石膏基胶结材充填材料28 d抗压强度是水泥固结充填材料的1.1倍;磷石膏基胶结材28 d浸出液中氟质量浓度为4.8 mg/L,满足GB 8978-1996《污水综合排放标准》一级排放标准;磷质量浓度28 d时为0.04 mg/L,满足GB 3838-2002《地表水质量标准》Ⅱ类水质标准;磷石膏基胶结材充填体浸出液pH为9.8,远低于水泥固化充填体浸出液的pH。研究结果为磷石膏在矿井充填中应用提供了技术支撑。     

黄石膏-水泥- FAC-1配制混凝土的研究

本文旨在研究黄石膏综合利用开发的问题,主要探讨利用黄石膏、水泥、砂子等物料不同配合比配制绿色高性能混凝土,考查其是否能满足道路建设要求。结果表明,加入0%-10%黄石膏的水泥胶砂抗压、抗折强度均满足P.O42.5水泥的强度指标要求;黄石膏经过烘干、粉磨达到0.074mm占98%以上后,添加水泥、黄石膏、FAC-1高效减水剂混合后能够作为胶凝材料,可以配制C30混凝土,其配比为黄石膏(0%-30%)、水泥(100%-70%)、FAC-1(1.0%-1.8%);混凝土的抗渗性能达到P12抗渗等级要求。     

磷石膏制备高强石膏工艺研究

采用"半液相法"以磷石膏为原料制备α高强石膏。考察了蒸压温度、蒸压时间、料浆质量分数以及转晶剂的种类、掺量对抗折强度和抗压强度的影响,得出了磷石膏制备α高强石膏的最佳工艺。结果表明:蒸压温度为140℃,蒸压时间3 h,制样质量分数66.7%,硫酸铝用量为0.1%,三元羧酸用量为0.05%(以磷石膏质量计算)时可制备出抗压强度为34.7 MPa的高强石膏,符合α高强石膏JC/T 2008-2010强度标准。     

磷石膏胶结强度试验研究

磷石膏是一种超细酸性废料,堆放地表不仅占用土地,而且污染环境,为此探讨了将磷石膏充填于井下采空区的可行性,研究了磷石膏的胶结性能。试验发现粉煤灰与磷石膏在胶凝活性、酸碱度等方面具有互补性,通过大量试验和水泥、粉煤灰与磷石膏的胶凝机理研究,得出了磷石膏与水泥、粉煤灰(6~8)∶1∶1的合理配方,井下充填的工业试验结果表明,充填体强度达1.8 MPa以上,且不会对环境和水体产生有害影响。     

浮选剂对磷石膏制备高强石膏性能的影响

从磷石膏资源化利用出发,采用浮选法除去其中的黑色有机质。探究了浮选剂的种类对磷石膏白度的影响,以及对天然高强石膏标准稠度需水量、凝结时间和力学性能的影响。结果表明,不同种类的浮选剂对磷石膏的浮选白度影响较大,其中浮选剂A浮（氧烷类化合物）选后样品的白度最低,为34.27%;浮选剂D（甲基异丁基甲醇）浮选后样品的白度最高,为42.9%。浮选剂对天然高强石膏的标准稠度需水量和凝结时间影响较小,但会降低天然高强石膏的力学性能,其中浮选剂A对天然石膏的力学性能影响最小。同时,采用蒸压水热法,以浮选剂A除杂后的磷石膏、水洗除杂后的磷石膏和未预处理的磷石膏为原料分别制备高强石膏,对比3组高强石膏的1 d绝干抗压强度。结果表明,浮选预处理高强磷石膏和水洗预处理高强磷石膏的抗压强度分别为37.0 MPa和30.7 MPa,与未预处理高强磷石膏抗压强度11.5 MPa相比,分别提高222%和167%,表明浮选预处理更有利于提升高强石膏抗压强度。     

不同纤维掺量磷石膏胶结体损伤特性及本构模型研究

为了提高磷石膏胶结体的强度及韧性,开展了掺纤维提高磷石膏胶结体力学强度特性的试验,对聚丙烯纤维含量 分别为0、0.5％、0.75％、1％、1.25％的磷石膏基复合胶结体损伤规律进行了研究.研究发现:(1)随着聚丙烯纤维掺量的增大,磷石膏胶结体的峰值应变与抗压强度均呈现一定程度的提升,抗压强度与弹性模量均呈先增大后减小的趋势,最优纤维掺入量为0.75％;(2)不同纤维掺量的胶结体试件其应力应变曲线具有相似形态,而掺纤维胶结体与普通磷石膏胶结体在应力应变曲线上的差别表明,纤维的掺入能提高胶结体的峰后残余强度以及韧性,可明显改善磷石膏胶结体的抗压强度特性;(3)基于应变等价理论、统计损伤理论,引入了5种损伤修正系数,推导出了掺纤维磷石膏胶结体单轴受压损伤本构模型,建立了不同纤维掺量下磷石膏胶结体的单轴受压损伤本构方程及损伤演化方程;(4)将理论曲线与试验曲线对比,发现各曲线具有相似形态,且二者在峰值处吻合度较好,表明所建立的理论本构模型对不同纤维掺量磷石膏胶结体的分析和研究具有一定的参考价值.研究成果可为磷石膏基复合材料在固废胶结充填现场的应用提供一定的理论支撑.     

粘土-水泥-磷石膏胶结充填技术试验研究

水泥—磷石膏浆体充填是现在矿山磷石膏胶结充填的主要方式,控制水泥用量是减少充填成本的最直接方法。文章提出用粘土作为水泥替代材料用于井下胶结充填,研究了材料配比、养护龄期、质量分数、添加剂掺量对于粘土—水泥—磷石膏充填体力学性能的影响,说明了粘土—水泥—磷石膏浆体充填具有应用价值。     

磷石膏和粉煤灰胶结充填料的性能试验研究

虽然磷石膏不是理想的充填骨料,但利用具有活化剂作用的粉煤灰等工业废料,作为水泥的代用品,在磷石膏、粉煤灰胶结充填过程中取代一部分水泥用量,可改善浆体的胶凝特性,延长管道使用寿命,对降低充填成本,减少环境污染,推动废弃物的资源化利用具有重要意义,是充填工艺技术发展的一个重要方向。其试验结果显示,用磷石膏和粉煤灰制作胶结充填料是完全满足现场工艺的要求。     

利用磷石膏开发替代水泥的早强充填胶凝材料

金川矿山周边堆放有大量的固体废弃物磷石膏,而金川矿山充填法采矿对胶凝材料有大量的需求。为了降低充填采矿成本,实现废弃物的资源化利用,保护矿山环境,以磷石膏为主要原料,进行了早强型充填胶凝材料的开发研究,并依据磷石膏基胶凝材料水化3 d的SEM图片对胶凝材料的水化机理进行了分析。结果表明,胶凝材料中生石灰、NaOH、磷石膏、芒硝的质量分数分别为4%、2%、30%和1.5%的情况下,3、7、28 d的抗压强度分别为3.46、5.57、9.56 MPa,早期强度明显超过设计要求。SEM分析表明,磷石膏基胶凝材料水化反应生成水化硅酸钙凝胶和钙矾石对充填体的强度起着决定性的作用。该磷石膏基早强型胶凝材料可替代现场的32.5#水泥。     

氟石膏、粉煤灰配制胶结材和混凝土的研究

以氟石膏和粉煤灰为原料按商品混凝土要求配制胶结材和混凝土,结果表明:用氟石膏和粉煤灰(氟石膏30%、粉煤灰20%)替代50%水泥配制成胶砂,其抗压、抗折强度均满足GB175-2007标准中P.O42.5水泥的强度指标要求、凝结时间及安定性合格;添加40%氟石膏或添加30%氟石膏、10%粉煤灰、60%水泥、1%的QJ-4高效减水剂,配制的C30混凝土样品的抗压强度值超过C30混凝土强度要求、抗渗性能达到P12抗渗等级要求。本研究成果如果实施,既可以大量利用氟石膏,又可以解决环境污染问题,其经济效益和社会效益十分显著。     

铁尾矿免蒸免烧砖的研制

在对赤城龙关地区铁尾矿的性质和成分进行分析的基础上,进行了以铁尾矿为主要原料制备免蒸免烧砖的试验研究。通过改变铁尾矿、中砂、石灰、水泥以及外加剂的用量,采用QTY6-16型液压砌块成型机的压制成型,经过自然养护,抗压强度和抗折强度达到了《GB5101-2003》MU10的标准要求。尾矿利用率达到50%。这一成果如投入到实际生产,不仅缓解了赤城地区选矿厂尾矿排放对周边环境的影响,又可节约资源,实现了矿产业的可持续发展。     

低水泥及低胶凝材料用量高强高性能混凝土配制研究

选用JQ-HPC80型井筒专用高性能混凝土外加剂,配制出了低水泥及低胶凝材料用量的高强高性能混凝土,混凝土强度可达到90MPa以上,完全能满足目前煤矿井壁施工需求。重点介绍了高强高性能混凝土配制所用的各种原材料及其性能指标,配合比设计及工作性能、力学性能试验情况。     

喷射钢纤维混凝土性能试验研究

 通过不同的配合比和掺入不同体积率的钢纤维混凝土来进行对比,利用抗压、劈裂抗拉和抗折试验分析钢纤维混凝土的性能。结果表明,水灰比为0.5的钢纤维混凝土抗压、抗折、抗拉强度分别比未加钢纤维混凝土提高了10.3%、9.6%和33.5%,水灰比为0.6的钢纤维分别提高了33.8%、10.8%和8.4%;而对于不同掺量的比较中,掺量较高的混凝土强度提高要高一些。由此可见,在不同的水灰比和不同的掺量下对混凝土的性能会产生不同的影响,但总体看来钢纤维能够提高喷射混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度等性能,能够为地下工程提供更好的支护作用。     

磷石膏特性与高坝磷石膏库稳定性分析

通过对磷石膏理化特性的测试,揭示了磷石膏在堆存状态的变化特性。以黄麦岭磷化工公司磷石膏库为例,根据揭示出的磷石膏特性,对磷石膏库稳定性进行了分析,并用实际监测结果予以了验证。     

钢纤维混凝土破坏机理及力学性能试验

通过分析比较素混凝土和钢纤维混凝土的破坏机理,讨论了钢纤维的加入对混凝土的整个破坏过程的影响,钢纤维的掺入对基体的增强机理和横跨于裂缝间的钢纤维对裂缝发展的约束作用。结果表明:钢纤维对混凝土的阻裂作用很明显,而对混凝土起裂的限制作用不明显。对钢纤维掺量为30 kg/m3的钢纤维喷射混凝土进行现场喷射大板切割试件力学性能试验,研究其立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈拉强度,并在试验分析中导入标准差系数对试验数据的可信度进行评价。