粉煤灰—石膏—钢渣复掺充填料浆制备与性能研究

针对水泥作为胶结材料会增大充填采矿成本的问题,采用钢渣、粉煤灰及石膏作为材料开展粉煤灰—石膏—钢渣基胶结材料研究,并对充填体强度进行了分析。研究表明:充填体强度随着粉煤灰掺量增加表现出先增大后减小的趋势,并且都在粉煤灰掺量为15%时达到最大值,说明单掺粉煤灰存在最佳掺量现象;充填体的强度随着钢渣掺量增加也表现出先增大后减小趋势,并且都在钢渣掺量为30%时达到最大值,说明单掺钢渣也存在最佳掺量值;当石膏掺量从0增加至8%时,单掺粉煤灰或钢渣下的充填体抗压强度随着石膏掺量增加表现出不断增大趋势,并且石膏掺量增加更有利于提高充填体的早期抗压强度;复掺粉煤灰和钢渣情况下,充填体的抗压强度得到了显著提高,并且复掺粉煤灰和钢渣的充填体强度均要高于单掺粉煤灰或钢渣的充填体强度。     

利用磨细钢渣改性磷建筑石膏的研究

在磷建筑石膏中掺加磨细的钢渣,考察磨细钢渣对磷建筑石膏的凝结时间、力学强度、耐水性能的影响,通过SEM分析其影响机理。结果表明:随着钢渣的掺入,磷建筑石膏的初凝和终凝时间明显延长;磷建筑石膏的绝干抗折、抗压强度呈现先增加后降低的趋势,在钢渣达到最佳掺量15%时,抗折强度接近空白组,抗压强度略高于空白组。通过SEM图片可看到加入钢渣后,石膏晶体之间有明显的絮状C-S-H凝胶存在,有效降低了磷建筑石膏的吸水率,提高了其软化系数。     

磷石膏基胶凝材料的试验研究

以未经处理的原状磷石膏为主要原料制备磷石膏基胶凝材料,通过微观分析及测试其力学性能,考察石灰掺量,水泥、粉煤灰比例及养护制度对磷石膏基胶凝材料力学性能的影响。结果表明:(1)该体系最优配比为磷石膏60%,水泥与粉煤灰比例为1∶4,生石灰4%,水料比0.25,减水剂0.2%;(2)该胶凝体系中磷石膏掺量超过60%后,抗压、抗折强度急剧下降;(3)蒸养制度对磷石膏基胶凝材料性能影响较大,在75℃下蒸汽养护10 h,基体强度增长较快且耐水性较高,28 d抗压强度为30.1 MPa,吸水率为8.5%,软化系数达到0.82。     

羟丙基淀粉醚对磷建筑石膏改性研究

研究了羟丙基淀粉醚对磷建筑石膏物理及力学性能的影响,主要探究羟丙基淀粉醚在不同掺量、黏度对磷建筑石膏净浆流动度、绝干强度、耐水性能的影响,同时还探究了羟丙基淀粉醚作用于磷建筑石膏性能机理。研究表明:随着羟丙基淀粉醚掺量增加,磷建筑石膏净浆流动度下降,当高黏度淀粉醚在掺量达到0.4%、低黏度淀粉醚掺量达到0.5%时,对磷建筑石膏绝干强度的提升最为明显,其中绝干抗折强度较空白组分别提高58%、50%,绝干抗压强度分别提高了52%、18%,同时其耐水性能得到很大改善。     

无机胶凝材料复合改性磷建筑石膏的研究

研究了石灰、水泥掺量对循环流化床(CFB)粉煤灰-磷建筑石膏胶凝材料强度与耐水性能的影响,通过正交试验优化了CFB粉煤灰-水泥-石灰复合改性磷建筑石膏胶凝材料配合比,并采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)测试了改性石膏的水化产物和微观结构.结果表明,CFB粉煤灰掺量为10％时,较低掺量(1％～5％)的石灰能够明...     

防水剂B和养护温度对铁尾矿三免砖性能的影响

以某细粒低硅铁尾矿和无水泥固化剂为原料,制备免烧免蒸免水泥建材砖（简称“三免砖”）。研究了防水剂B和养护温度对制品抗压强度、耐水性和抗冻性的影响及其机制。试验结果表明:随着防水剂B掺量的增加,制品的干抗压强度和24 h吸水率均下降,饱和抗压强度和软化系数均先升后降;随着初期养护温度的升高,制品的耐水性、抗冻性和各龄期的抗压强度都显著提高。采用XRD和FI-TR分析检测手段进行的机制研究表明：水化硅酸钙胶凝、钙矾石是三免砖的强度黏结相;防水剂B的掺入不会影响强度黏结相构成;提高初期养护温度和使用防水剂能抑制制品内部的碳化反应,并提高制品耐水性能。理论分析结果可以解释养护温度和防水剂B对制品性能的影响,为三免砖制备过程中高效防水剂的筛选及养护条件的优化提供了理论依据。     

稀土尾矿蒸压砖的制备及强度性能研究

以堆浸稀土尾矿为主要原料,掺入适量河砂、石灰及石膏,制备稀土尾矿蒸压砖。以水固比、石灰掺量和石膏掺量为考察因素,制品抗压强度为考察指标,通过正交试验确定最佳原料配比;再在骨料河砂总掺量不变的情况下,通过调整细、中、粗骨料的配合比,对骨料的级配进行优化;并借助XRD和SEM对优选制品进行微观表征,研究制品强度的形成机理。结果表明,在水固比为0.16、石灰掺量为20%、石膏掺量为2%、细骨料掺量为15%、中骨料掺量为12%、粗骨料掺量为3%、成型压力为20 MPa、蒸汽压力为0.8 MPa、恒压时间为2 h的条件下,蒸压砖制品可获得最高抗压强度21.5 MPa,强度性能达到GB 11945-1999 (《蒸压灰砂砖》)规定的MU20等级;微观结构分析表明,蒸压砖内部形成了水化硅酸钙和托贝莫来石等水化产物,并在骨料颗粒间的物理咬合与紧密接触的协同作用下,产生了优良的强度性能。     

磷酸对石膏制品耐水性能的影响研究

以建筑石膏为主要原料,通过吸水率及强度试验以及SEM、XRD分析研究了磷酸对石膏制品耐水性能的影响。结果发现,加入磷酸后石膏制品中形成了不溶于水的磷酸一氢钙固体,覆盖在石膏晶体表面,使石膏制品的吸水率明显降低,抗压和抗折软化系数明显提高。磷酸掺量为0.15%时石膏制品的抗折软化系数为1.05,抗压软化系数为0.89,吸水率仅为4.36%,较普通石膏的耐水性有较大改善。但掺磷酸石膏制品中存在较多空隙,抗压强度降低。复掺水泥后,掺磷酸石膏制品的吸水率增大,但仍小于纯石膏。随着水泥掺量的增大,掺磷酸石膏制品的干抗压强度提高,抗压软化系数呈现先上升后下降趋势。抗压软化系数最大值为1.74,此时水泥掺量为20%。复掺水泥对掺磷酸石膏制品的干抗折强度影响不大,但水泥用量越多,试件的抗折软化系数越低。     

掺和料对磷石膏复合胶凝材料性能影响研究

研究主要掺和料矿粉及水泥单掺和复掺对磷石膏复合胶凝材料力学性能及耐水性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)、压汞法(MIP)探究影响机理。结果表明,水泥掺量为0~20%、矿粉掺量为0~40%时,水泥和矿粉的单掺对磷石膏抗压强度有负面影响,但可有效提升软化系数。水泥及矿粉复掺时,可显著提高磷石膏软化系数,使软化系数达到0.65以上;当水泥掺量为5.58%,矿粉掺量为20.00%时,磷石膏复合胶凝材料抗压强度达到最大值16.50 MPa;水胶比由0.6降低至0.3,可制备抗压强度为32.50 MPa,软化系数为0.87的高强耐水磷石膏复合胶凝材料。由SEM结果可知,水泥及矿粉的水化产物包覆在石膏晶体表面,可显著提升其耐水性;由MIP结果可知,矿粉与水泥复掺可增加小孔(3~50 nm)比例及孔弯曲度,大幅降低平均孔径,改善孔径分布,增加基体致密度,进而提升抗压强度。     

耐水型石膏轻质制品的制备工艺及性能研究

以工业副产脱硫建筑石膏为主要原料,有机硅防水剂为添加剂,采用化学发泡和掺入EPS颗粒两种不同的工艺制备轻质石膏制品,研究了其对干密度和吸水率的影响。结果表明,随水膏比及发泡剂用量的增加,发泡石膏制品干密度降低,吸水率升高,最佳水膏比为0.55,发泡剂掺量在16%;加入适量甲基硅酸钠不但可改善发泡石膏制品的耐水性,还可催化发泡剂降低石膏制品干密度,改善石膏制品孔结构,其最佳掺量在4%;聚苯乙烯(EPS)颗粒的适量掺入能有效降低石膏制品干密度和吸水率。EPS颗粒掺量为3.5%时,石膏制品干密度比未掺EPS颗粒降低65%,比化学发泡法制得的石膏降低32%。EPS颗粒掺量为2.5%时,其吸水率仅达到4.3%,比化学发泡法制得的石膏降低85%。     

磷石膏—磷渣基复合胶凝材料强度和水化特性研究

为实现磷石膏、磷渣固废材料的再生利用,提高工业固废的利用率,以磷石膏、磷渣作为主要原料,采用水玻璃、水泥熟料和磷石膏共同激发磷渣活性制备磷石膏—磷渣基复合胶凝材料。分别探讨磷石膏掺量、水玻璃掺量和磷渣粉磨制度对磷石膏—磷渣基复合胶凝材料强度的影响;并运用SEM、XRD分析磷石膏—磷渣基胶凝材料硬化体的微观结构及组成形貌。结果表明:磷石膏掺量低于50%时,复合胶凝材料各龄期强度与磷石膏掺量成反比;当m(磷石膏)∶m(磷渣)∶m(熟料)=20∶72∶8,水玻璃掺量为1.5%时,胶凝材料28 d抗压、抗折强度均达到最大值,分别为43、6.3 MPa;较单独粉磨磷渣与水泥熟料而言,混合粉磨制度会产生“微介质效应”,有利于提高复合胶凝材料强度;复合胶凝材料主要水化产物为C—S—H凝胶与钙矾石,钙矾石与未溶解的磷石膏作为骨架被生成的C—S—H凝胶包裹、充填、交织在一起,形成致密结构;复合胶凝材料用于替代水泥作为矿区充填材料时推荐磷石膏掺量为20%～40%。     

磷石膏膏体充填材料强度优化配比试验研究

为研究贵州开磷矿业总公司采用磷石膏和黄磷渣胶结充填采空区的可行性, 在实验室测试了磷石膏及黄磷渣的主要物理化学性质, 制备了不同浓度不同配比的充填料浆, 并测试其坍落度、泌水率和不同龄期的单轴抗压强度。采用正交试验设计优化磷石膏膏体配比, 并采用Mathematica对强度数据进行拟合, 得出本次试验的最优结果为;磷石膏膏体充填料的最优质量比为黄磷渣∶磷石膏=1∶4, 添加CaO质量为5%, 磷石膏膏体质量浓度为67%~68%。在该配比条件下, 磷石膏膏体充填体28 d单轴抗压强度为2.15~3.42 MPa, 可满足矿山安全生产需求, 并显著降低料浆泌水率。     

工业废渣代替粘土生产普通硅酸盐水泥的研究

叙述了利用工业废渣煤矸石、磷渣、锰渣、磷石膏、液态渣代替粘土生产普通硅酸盐水泥的试验。结果表明水泥中工业废渣的掺量超过 5 0 % ,其 3d抗压强度达 32 .1MPa,2 8d抗压强度达5 8.6 MPa。用此种工艺可生产 5 2 5 R早强水泥。     

磷尾矿、磷石膏和黄磷渣的地质聚合反应资源化利用研究进展

随着磷矿开采量的增大,磷矿固废的库存量也逐年增加,对自然环境造成了严重的危害。概述了磷尾矿、磷石膏和黄磷渣固废资源的利用现状,以及碱激发地质聚合反应机理,对比了碱激发地质聚合物混凝土和普通硅酸盐水泥混凝土,阐述了通过碱激发地质聚合反应资源化综合利用磷尾矿、磷石膏和黄磷渣的现状。      

高掺量磷石膏耐水蒸压砖的研制

以磷石膏为主要原料,掺入适量磷渣粉和激发剂,经过加压成型后,于200℃下,采用蒸压养护方式制成高掺量磷石膏耐水蒸压砖。该砖平均抗压强度达到12.10MPa,平均抗折强度达到3.00MPa,软化系数0.84,磷石膏利用率达到70%以上。     

钢渣易磨性研究现状

被称为过烧硅酸盐水泥熟料的钢渣由于其含有铁酸钙和铁橄榄石等难磨物质而成为较难磨的冶金废渣，粉磨性能关系到钢渣作为水泥添加材料的各种使用功能，本文通过综述钢渣化学组成及矿物组成对易磨性的影响，以及钢渣改性、添加助磨剂和复合粉磨等改善钢渣易磨性的方法，针对钢渣易磨性差的问题提出了钢渣形成过程中进行工艺控制、针对钢渣矿物组成研制钢渣专用助磨剂、分级处理以及与矿渣、粉煤灰复合混磨等措施以提高钢渣易磨性和胶凝活性。      

铬渣的固相还原工业试验及稳定性研究

利用固相还原法,选用某种廉价工业废物R作还原剂、S做稳定化剂,进行铬渣解毒处理,对终渣进行放置时间、酸碱度和温度影响稳定性试验。结果表明终渣中Cr6+浸出值远低于国标GB5085-1985规定限值1.5mg/L之下,且方法简单、成本低廉、解毒彻底,在环境中放置安全、稳定。并利用该终渣及电石渣、磷石膏等工业废渣制备了废渣空心砌块建筑材料。     

某渣库扩容对邻近铁路路基变形影响分析

为了研究云南邱家梁子磷石膏渣库二期扩容工程对渣库东侧贵昆铁路路基变形的影响,使用河海大学岩土工程研究所研制的 BCF 平面有限元软件对渣库东侧的2个典型断面分别进行二维有限元应力变形计算,分析了渣库及地基的应力变形与稳定性。计算模拟中,土体采用邓肯-张非线性本构模型。结果表明：由于铁路路基位于强度较高的灰岩区域,渣库扩容引起的铁路路基变形极小,不会影响铁路运行。论证了设计方案的可行性和合理性,为工程施工安全提供一定的保障。     

赤泥粉煤灰免烧免蒸砖的原料与制备

利用铝厂赤泥、粉煤灰和石灰矿渣等工业废渣生产免烧免蒸砖,不仅是解决工业废渣资源化的有效途径,而且对于企业的经济效益和国家的新型建筑材料的发展都有一定的意义。基于砖的性能和成本,研究和探讨了制造赤泥粉煤灰免烧免蒸砖的原料,并从原料的特性出发,对其种类进行了选择和确定。结果表明,利用1年左右赤泥、粉煤灰、建筑用中粗砂、生石灰、生石膏、32.5普通硅酸盐水泥和自制的外加剂,可以生产出7d强度在10MPa以上、28d强度在20MPa以上的免烧免蒸砖。