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。     

高温干燥养护时间对铁尾矿基水泥胶砂力学性能的影响

为探究高温干燥养护时间对铁尾矿基水泥胶砂强度的影响,研究了不同铁尾矿粉磨时间下干燥养护时间对试件力学性能的影响,并结合XRD、SEM及EDS等微观手段分析水化产物种类、数量及结构特征。结果表明：①60 ℃干养可激发铁尾矿的火山灰活性,试件的力学性能与养护时间成正比。掺加粉磨时间1 h的铁尾矿,在60 ℃的温度下干养16 h可得到抗折、抗压强度达9.29 MPa、40.46 MPa的铁尾矿基水泥胶砂。②高温干养时长不影响铁尾矿基水泥净浆的水化产物种类,但是对水化产物的结构与数量以及水化产物覆盖程度有影响。随着高温干养时间的延长,净浆内部C—S—H纤维长度增加、数量增多,钙硅摩尔比减小,Ca(OH)2消耗更剧烈,水化产物明显变密实,表面几乎不含有害孔。     

钼尾矿制备陶瓷透水砖的研究

以钼尾矿为主要原料,配以适量高温黏结剂,采用模压成型法制备陶瓷透水砖。研究了钼尾矿含量、烧结温度、保温时间和成型压力对陶瓷透水砖性能的影响,结果表明:随着钼尾矿含量的增加陶瓷透水砖的抗折强度逐渐降低;而透水系数则先增加后降低,当钼尾矿用量为80%时达到最大。试验得到的最佳工艺条件为:钼尾矿用量80 %,烧成温度1 200 ℃,保温时间30 min,成型压力15 MPa,在此工艺条件下,制得透水砖的抗折强度为4.6 MPa;透水系数2.6×10~(-2) cm/s。研究成果为钼尾矿的综合利用提供了一条新途径。     

焙烧尾矿制备透水砖的孔隙特征研究

透水砖作为透水铺装建材,砖体内部孔隙结构直接影响其透水性能,本文重点研究孔隙特征的变化规律.研究以焙烧尾矿、水泥和粉煤灰为胶凝材料,-4.75+2.36 mm粒级尾矿为粗骨料制备透水砖,探究透水砖实测孔隙率数值变化规律,借助光学电子显微镜从微观上分析砖体孔隙结构,并利用Image-Pro Plus软件统计砖体孔隙等效孔径.研究发现,增加焙烧尾矿用量,透水砖实测孔隙率增大,砖体内部孔径增大,透水性能得到提高;增大水胶比和延长振动时间,实测孔隙率逐渐降低,透水砖内部孔径随之减小,影响其透水效果.本研究为优化透水砖的透水性能奠定理论基础,为透水砖的设计及生产提供直接依据.     

水胶比对铁尾矿混凝土强度的影响

将鞍钢齐大山铁矿尾矿与高炉矿渣、水泥熟料、脱硫石膏进行3级混磨,形成胶凝材料,然后将胶凝材料与作为骨料的原始粒级铁尾矿混合,并加入减水剂制备成无粗骨料的高强混凝土材料。研究了水胶比对混凝土强度的影响,并通过SEM对水化产物及微观结构进行了分析。试验结果表明,随着水胶比的增大,混凝土的流动度也增大,但抗折强度和抗压强度均呈现下降趋势;结合实际生产需要,利用齐大山铁尾矿制备混凝土最合适的水胶比为0.24。     

铁尾矿细粉在低熟料体系中对混凝土性能影响的试验研究

针对铁矿山尾矿库中大量的尾矿细粉,研究铁尾矿细粉对混凝土性能的影响。选择不同比例的铁尾矿细粉和矿渣粉复合,在低水泥熟料体系下制备 C30和 C50混凝土,研究铁尾矿细粉对混凝土工作性能、力学性能和耐久性的影响,并利用扫描电镜观察混凝土内部结构。研究表明,当铁尾矿细粉和矿渣粉的比例为3∶7时,混凝土有较好的流动性,力学强度最佳,C30和 C50混凝土的360d抗压强度分别达47.8MPa和74.9MPa,混凝土抗碳化和抗氯离子侵蚀能力与单掺矿渣粉混凝土相当,水化产物较多,微观结构致密。     

铁尾矿基多元体系抗压强度及水化特性研究

以铁尾矿、磷渣、脱硫灰为复合掺和料部分替代水泥，确定掺量为30%的情况下，考察复合掺和料不同配比对水泥砂浆试件抗压强度的影响，采用扫描电镜(SEM)和热重-差示扫描量热(TG-DTG)分析了水化产物数量及微观结构。结果表明，当铁尾矿、磷渣、脱硫灰质量比为1∶2∶2时强度最佳，7 d和28 d强度分别达到24.2 MPa和34.6 MPa。复合掺和料体系中，铁尾矿活性较低，主要起到微集料填充效应，使体系颗粒级配均匀；磷渣、脱硫灰中活性SiO₂、Al₂O₃可以通过二次水化反应进一步为体系提供强度，三者存在耦合效应，协同水化，生成水化硅酸钙(C-S-H)等水化产物促进强度提升。     

高分子乳液对水泥基充填材料性能的影响

为解决水泥基充填材料存在的流动性差、强度低的问题，提出以高分子乳液改性其性能。对比研究了苯丙乳液、纯丙乳液、VAE乳液3种乳液对充填料浆流动性能和力学性能的影响，采用SEM扫描电镜观测微观结构形貌。结果表明：2%掺量的苯丙乳液和6%掺量的纯丙乳液对浆体流动度具有促进作用；VAE乳液则增加了浆体黏度，但对充填体抗压强度和抗折强度的改性效果优于苯丙乳液和纯丙乳液，当VAE乳液掺量为10%时，充填体3 d、7 d抗压强度和抗折强度达最大值为12.82 MPa、16.55 MPa和4.37 MPa、5.63 MPa;当VAE乳液掺量为6%时，28 d抗压强度和抗折强度达最大值为16.25 MPa和5.63 MPa。苯丙乳液对充填体的抗拉强度改性效果最好，当苯丙乳液掺量为10%时，充填体3 d、7 d和28 d抗拉强度达最大值为1.77 MPa、2.55 MPa、2.91 MPa。随着水化龄期的延长，聚合物乳液改性充填体微观结构形貌由细针状钙矾石和絮状C-S-H凝胶发育为短棒状和团聚状，水化产物与乳胶颗粒构筑成紧密结合的有机-无机三维互穿网状结构，填充至骨料基体孔隙之间，使充填体具备良好的宏观力...     

钼尾矿粉作为水泥基材料掺合料的适用性研究

为了解决钼尾矿资源化利用的问题,以黑龙江伊春鹿鸣矿业的钼尾矿为原材料制备了磨细钼尾矿粉。通过标准稠度用水量、凝结时间、流动性、强度、活性指数、微观结构及水化产物等性能指标,研究了钼尾矿粉作为掺合料对水泥基材料工作性能、力学强度和微观结构的影响。研究结果表明：钼尾矿粉的掺入使水泥的标准稠度用水量增大了3.2%,初凝时间和终凝时间分别延长了75%和93%;且钼尾矿粉的掺入降低了砂浆流动度,增大了砂浆需水量比,降低了砂浆60 min流动度经时变化;随着钼尾矿粉取代率增加,砂浆的抗折强度、抗压强度、活性指数均逐渐降低,但砂浆7 d、28 d活性指数均大于60%;当钼尾矿粉取代率为30%时,净浆微观结构存在较少孔隙,但内部结构较为致密,且净浆中除钙矾石、氢氧化钙等水化产物,还含有SiO₂、长石、云母等钼尾矿粉中矿物。实验结果可为钼尾矿作为水泥基材料掺合料提供基础性实验数据。     

不同养护条件对铁尾矿混凝土性能的影响

以未磨的鞍钢齐大山铁尾矿为骨料,以铁尾矿、高炉矿渣、水泥熟料和天然石膏3级梯级混磨产品为胶凝材料制成铁尾矿混凝土试块,对直接标准养护、先56 ℃蒸汽养护再标准养护、先90 ℃蒸汽养护再标准养护的混凝土试块进行了强度、水化产物及微观结构分析。结果表明：与直接标准养护比较,先56 ℃蒸汽养护可以提高试块不同龄期的强度,但先90 ℃蒸汽养护仅能提高试块的早期强度、对后期强度有负面影响;不同养护方式都形成由石英,未水化的C₃S和C₂S,水化产物CH、钙矾石和C-S-H凝胶组成的致密的铁尾矿高强结构材料,但对铁尾矿混凝土的水化硬化过程有重要影响。