粉磨稻壳灰的颗粒特征和团聚现象试验研究

稻壳灰的颗粒粒径对其火山灰活性和稻壳灰混凝土的性能影响显著。为获得粉磨稻壳灰的颗粒特征变化规律,开展了不同粉磨时间、不同存放时间稻壳灰比表面积和粒径分布试验研究。研究结果表明:原状稻壳灰呈蜂窝状多孔结构,导致其具有超高活性;随着粉磨时间的增加,稻壳灰的比表面积非线性增大并趋于稳定,细颗粒逐渐增多,粗颗粒相应减少;稻壳灰的粉磨过程分为快速粉磨和缓慢粉磨阶段,中粒径D50在快速粉磨阶段迅速下降,而后缓缓降低直至平稳;稻壳灰粉磨后短期存放和长期存放均出现了颗粒团聚现象,短期存放较长期存放的团聚更为明显;粉磨过程引起的静电库仑力、范德华力和极大表面能是稻壳灰粉磨后颗粒团聚的诱因。     

铜渣的粉磨特性及对水泥净浆强度的影响

文中通过采用激光粒度仪对不同粉磨时间的铜矿渣的粒径分布进行测试,测试不同粉磨时间铜渣粉的比表面积及各等效粒径,选取粉磨120min的铜渣分等量替代0-40%普通硅酸盐水泥,测试铜渣粉复合胶凝体系3d、7d和28d时的抗压强度。结果表明:随着粉磨时间的延长,铜渣粉比表面积增加,各特征粒径减小,在粉磨过程中存在粗颗粒易磨,细颗粒难磨现象。铜渣粉复合胶凝体系抗压强度随着龄期的发展而提高,随着铜渣粉掺量的提高而降低,但这种降低趋势随着龄期的增长逐渐减缓。     

钼尾矿机械活化处理及对硅酸钙板性能的影响

采用球磨机对钼尾矿进行机械活化,考察了不同粉磨时间对钼尾矿粒径分布、筛余、等效粒径以及比表面积的变化规律,并将活化后的钼尾矿用于制备硅酸钙板,研究了机械活化前后钼尾矿对硅酸钙板性能的影响。试验结果表明,在粉磨初期,随着粉磨时间增加,钼尾矿粒径分布范围变窄,筛余明显降低,等效粒径减小,比表面积增加,制备的硅酸钙板水化产物托贝莫来石衍射峰强度和硅酸钙板抗折强度增加;当粉磨时间超过15min后,钼尾矿粒径和硅酸钙板性能变化不明显。机械活化过程等效粒径及比表面积与粉磨时间双对数具有较好的线性相关性。     

粉磨对粉煤灰综合性能影响研究

将原状粉煤灰粗灰进行粉磨,研究粉磨时间对磨细粉煤灰的细度、粒径分布、比表面积和活性的影响规律.结果表明:当粉磨时间从0min增加到120min时,磨细粉煤灰的中位径、平均粒径、45μm筛余、80μm筛余均随粉磨时间的增大而降低;粉磨时间小于100min时,粉煤灰的比表面积随粉磨时间的增大而增大;磨细粉煤灰的活性指数随着...     

高炉矿渣的粉磨动力学研究

本工作采用5 0 0mm× 5 0 0mm试验球磨机对高炉水淬矿渣进行了粉磨动力学的研究 ,导出了高炉矿渣的粉磨速度方程。试验结果表明 :磨后粉体的比表面积、特征粒径和均匀性系数与粉磨时间的对数或双对数呈线性关系。本文还就矿渣粉磨研究的工程应用进行了分析和探讨。     

高炉矿渣的粉磨动力学研究(续)

本工作采用50 0mm× 50 0mm试验球磨机对高炉水淬矿渣进行了粉磨动力学的研究 ,导出了高炉矿渣的粉磨速度方程。试验结果表明 :磨后粉体的比表面积、特征粒径和均匀性系数与粉磨时间的对数或双对数呈线性关系。本文还就矿渣粉磨研究的工程应用进行了分析和探讨。     

水泥颗粒分布对抗压强度的影响

研究了不同粉磨时间下水泥的比表面积及颗粒分布特征对不同龄期水泥胶砂强度的影响,结合水化热测定仪探究了水泥的早期水化放热规律,并运用SEM对水泥颗粒细度对其水化进程不同阶段展现出的微观结构特征进行了研究。结果表明:在等量助磨剂下,随着粉磨时间的增加,水泥粒径分布向小粒径方向靠近,水泥颗粒细度与水泥颗粒的比表面积变大,且水泥颗粒细度的增加,可提高水泥胶砂的抗压强度;从SEM图像分析得,无论是3 d还是28 d,颗粒细度较大的水泥水化产物越多,水化程度越完全,微观结构更加密实。     

粉磨时间对矿物掺合料颗粒特性的影响

研究了粉磨时间对粉煤灰、矿渣和钢渣等工业废渣的颗粒特征和性能的影响.通过测试各物料在不同粉磨时间下的粒径分布、强度活性指数和微观形貌表明粉磨对各物料颗粒特征和性能的影响是不同的.这说明针对不同物料应该建立独立的、经济的粉磨制度.同时,对各物料颗粒性能进行的研究将为高性能辅助性胶凝材料级配研究提供依据.     

铜尾矿粉的制备及应用于UHPC中的配合比设计研究

采用不同磨机对铜尾矿进行粉磨,分析对比不同磨机的粉磨效率、粉磨后的粒径分布区间等特征,并将不同粉磨方式处理的铜尾矿作为填充料应用于超高性能混凝土(UHPC)中,进行配合比设计研究。结果表明:实验室行星球磨粉磨效率较高,不同粉磨时间的铜尾矿粒径分布范围接近现有矿物掺合料的粒径分布,工业化气流磨可以对铜尾矿进行微纳米化处理;根据颗粒最紧密堆积理论,利用改进Andreason模型,结合软件模拟和实验进行掺铜尾矿UHPC配合比设计,铜尾矿(粉)作为填充料分别替代相应粒径区间的原材料,掺铜尾矿UHPC的流动性能和力学性能不会降低,且不同龄期的重金属离子浸出毒性也符合相关规范要求。     

高速机械粉磨对油基钻屑灰渣活性的影响

对油基钻屑灰渣进行了高速机械粉磨处理,研究了粉磨时间(0～7 min)对灰渣粒径分布和比表面积的影响,分析了掺灰渣胶砂试件的力学性能,并进行了XRD、SEM、FTIR微观分析。结果表明：与未粉磨处理的灰渣相比,粉磨3 min灰渣的粒径分布范围缩小至1.220～40.100μm,D₅₀降低了60.9%,比表面积增大了27.6%;与其他粉磨时间的灰渣相比,用粉磨3 min的灰渣等质量取代30%水泥所制备的胶砂试件的28 d抗压强度最高,28 d抗折强度也较高;适宜的粉磨时间能够促进灰渣中的活性Si O₂、Al₂O₃等与水泥水化产物Ca(OH)₂发生二次水化反应,生成C-S-H凝胶和AFt,提高胶砂结构的密实度。     

基于最紧密堆积理论超密实再生砂浆制备研究

再生混凝土或再生砂浆通常被认为力学和耐久性能较低,为研究再生水泥基材料性能,利用颗粒最紧密堆积理论,根据超细再生微粉和超细矿物掺合料颗粒粒径分布,将不同细度颗粒进行合理掺配,使胶凝体系最大程度上接近紧密堆积,制备出超密实再生砂浆,并计算粒径分布的分形维数,探讨其对抗压强度和孔隙率的影响。研究结果表明：最紧密堆积的混合料粒径分布具备分形特征,粒径分布的分形维数值越小,颗粒粒径分布越复杂,整体密实程度越高;粒径分布分形维数值较高的混合胶凝粉体,制备的试样早期强度较低。此外,利用最紧密堆积原理制备的超密实胶凝体系的孔隙率低于简单混合的胶凝体系试验组的孔隙率,孔径分布也更合理。     

风化岩石的破碎分形及其工程地质意义

利用分形统计的方法,对风化花岗岩矿物成分的粒度分布特征进行了分析和统计,并根据分析的结果指出,岩石的风化破碎过程具有分形特征。其粒度分布的双对数曲线为多段折线,不同斜率的折线段对应不同的分形维。因此,分形维至少有2个数值,一为结晶颗粒粒度分形维,一为碎裂颗粒粒度分形维。同时,根据试验结果和理论分析得到,碎裂粒子的累积频率分布也符合指数分布,并给出了用指数分布系数求解碎块的碎裂概率的理论计算公式。随后,讨论了碎裂分形维和岩石强度与颗粒结构的关系,并以岩石的降维碎裂演化,得到以分形维描述的岩石风化速率。     

约束型压缩条件下破碎煤岩体的承载特性

为研究破碎煤岩体的承载特性,对不同粒径和不同煤岩混合比破碎岩石试样分别进行约束型压缩试验,结果表明:在承压过程中,块体粒径和煤块占比与应力增长速率呈负相关,与最大应变值和承压持续时间呈正相关。空隙率和压实度均随应力增长而下降,最终趋于平稳,二者的降幅与粒径大小、煤块占比均呈负相关性。破碎煤岩体压缩后具有分形特征,分形维数与压缩后的原始粒径块体质量占比之间呈良好的线性衰减关系,可用来表征岩块承压后的碎裂程度。随着块体粒径增大,分形维数值在2.26~2.50范围内依次增加,大粒径试样承压后的碎裂程度更严重;随着煤块占比增加,分形维数呈先减后增的趋势,其值在2.31~2.58之间,表明不同煤岩比试样的碎裂活动先减弱后增强。     

不同粒径废玻璃粉对水泥胶砂力学性能的影响

采用3种粒径(20、200、2 000目)的废玻璃粉等体积取代水泥胶砂中的标准砂,体积取代率分别为5%、10%、15%、20%,研究玻璃粉粒径和掺量对水泥胶砂的抗压强度和抗折强度的影响,并对玻璃粉水泥胶砂强度随龄期的变化规律进行了分析讨论。结果表明:不同粒径玻璃粉水泥胶砂的强度随玻璃粉掺量的变化规律存在较大的差异;在玻璃粉掺量相同的情况下,掺入较大粒径玻璃粉的水泥胶砂强度明显降低,玻璃粉粒径越小,强度降低程度越小,当玻璃粉粒径达到微米级,水泥胶砂的抗压强度和抗折强度均显著提高;玻璃粉水泥胶砂的抗压强度随龄期增长,早期强度增加的较快,后期发育增速变缓,而抗折强度早期增长的幅度较大,后期发育比较平缓。     

梯级粉磨制备铁尾矿矿渣基胶凝材料

运用梯级粉磨技术制备铁尾矿矿渣基胶凝材料(TSBC）,研究了梯级粉磨时间组合、材料配比和助磨剂对TSBC粉料粒度分布与浆体强度的影响,通过压汞、X射线衍射(XRD）和扫描电镜(SEM）研究了TSBC浆体的亚微观结构及水化产物,探讨了利用TSBC和铁尾矿砂制备活性粉末混凝土的可行性.结果表明：合理的梯级粉磨时间组合有利于TSBC粉料的颗粒分布宽化和亚微米级铁尾矿颗粒含量的增加,可改善TSBC浆体的孔结构和提高强度;材料配比主要通过影响TSBC的水化活性而影响浆体早期强度;掺入适量助磨剂使TSBC粉料粒径细化,增强组分的胶凝活性和填充效应,利于改善TSBC浆体的孔结构和提高强度;TSBC和原状铁尾矿砂可用于制备活性粉末混凝土.     

侧限压缩下石英砂砾的颗粒破碎特性及其分形描述

利用侧限压缩试验研究高压应力下石英粗砂和细砾的颗粒破碎特性,基于分形模型和粒径分布资料,研究颗粒的破碎分形。结果表明:颗粒破碎量随着压力的增加而增加,并与粒径大小有关。随着破碎量的递增,粗砂的内摩擦角逐渐增大,细砾的内摩擦角先增大后减小,二者最终均趋于稳值;石英砂砾破碎后的粒度分布具有良好的分形特性,破碎分维数的数值大小反映了破碎量的变化,破碎量愈高,分维数愈大,并与Hardin破碎率有较为显著的线性关系。破碎分维数和Hardin破碎率与压应力之间分别存在着双曲线关系和半对数线性关系,因而通过压应力和土粒参数就可估计破碎分维数和破碎率。破碎分维数为粒状材料的颗粒破碎分析提供了一个新的量化指标。     

骨架密实型沥青混合料集料的分形特征

为了分析和利用骨架密实型沥青混合料集料分形特征,基于分形几何的基本理论,推导出了集料的质量分布分形几何模型,并以SMA-16混合料为例,探讨了集料分维值(D)的最小计算粒径;结合SMA-16混合料体积参数的测试结果,研究了分形维数与体积参数的关系.结果表明:对于SMA-16混合料,分维值的最小计算粒径为0.6 mm;规范级配范围对应的分维值为2.355～2.457;分维值越大,混合料级配越细;分维值与空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度等混合料体积参数有很好的线性相关性.     

循环荷载作用下堆石料的颗粒破碎特性

通过大型动力三轴试验,研究了循环荷载作用下堆石料的颗粒破碎特性及其影响因素,首次根据堆石颗粒在混合料中所发挥的作用以及堆石料发生颗粒破碎后不同粒径范围颗粒含量的变化量,将堆石料的颗粒破碎形式划分为棱角破碎和骨架破碎。进而,基于堆石料发生颗粒破碎前后级配的分形维数定义了堆石料的颗粒破碎率,建立了循环荷载作用下堆石料颗粒破碎率与其动剪应变及体积应变关系表达式。     

水泥-石灰石粉浆体颗粒群特性与流变性能关系

采用RHEOLAB QC型旋转黏度计测定水泥-石灰石粉浆体的流变性能,研究了颗粒群特性(粒径分布和堆积密度)与浆体流变性能的关系,并在此基础上探究了颗粒水膜厚度与浆体流变性能的关系,结果表明:石灰石粉掺入水泥浆体中使颗粒分布变广,颗粒堆积状态得以改善;粒径分布系数与浆体屈服应力、稠度的线性相关性不高,相关系数仅为0.6...     

Microstructural properties and compressive strength of lime or/and cement solidified silt: a multi-scale study

Because of its poor engineering properties, silt often needs to be treated to meet the design requirements. Solidification using binder is one of the most common methods to improve the engineering properties of silt. Lime or/and cement are often used to treat silt. However, the mechanical properties of soil are closely related to its microstructure. Although much research has been done on the mechanical properties and stabilization mechanism of lime or/and cement solidified silt, the multi-scale research between the microstructure and macroscopic mechanics properties of solidified silt has received no attention. Therefore, in this paper, unconfined compression, mercury intrusion, and scanning electron microscope (SEM) tests were conducted on lime, cement, and lime and cement mixtures (LC) solidified silt. The microstructure parameters of particle, pore, and contact zone were extracted from SEM images. Meanwhile, the effect of curing time and binder dosage on the microstructure parameters was analyzed. In addition, the relationship between micro-parameters and macro-mechanical strength was established. The results showed that the particle diameter, particle area, contact zone diameter, and contact zone area increased with increasing curing time and binder dosage, while the pore ratio, fractal dimension of particle size distribution (PSD), and fractal dimension of contact zone size distribution (CZSD) decreased with increasing binder dosage. The unconfined compressive strength (UCS) decreased with the increase of particle roundness, pore area, pore diameter, pore ratio, and fractal dimension of PSD, and increased with increasing fractal dimension of pore size distribution (PPSD). In addition, there were no obvious relationships between UCS and pore roundness, contact zone area, and fractal dimension of CZSD.