矿渣基轻质多孔地质聚合物的制备与孔结构研究

以矿渣微粉为主要原料,硅酸钠和氢氧化钠混合溶液为碱性激发剂,铝粉为发泡剂,制备地质聚合物基轻质多孔材料,系统研究了发泡剂、水灰比以及萘系减水剂对材料孔结构与物理性能的影响。结果表明,Al粉在碱性激发剂作用下快速反应生成H₂,促使地质聚合物浆体泡沫化形成多孔材料,且材料的干密度和抗压强度随Al粉掺量的增加迅速降低。当Al粉掺量超过0.40%(质量分数,下同),泡孔急剧增大,导致泡孔聚并,强度显著降低。提升水灰比可降低泡孔生长阻力,促使密度快速减小。但水灰比＞0.40后,浆体黏度和激发剂浓度显著降低,凝结时间延长,孔径增大,结构劣化,其最优水灰比为0.35。此外,萘系减水剂可有效调节多孔地质聚合物的孔结构,仅添加0.4%的萘系减水剂即可促使孔径分布均一,孔壁完整性提升,试样抗压强度提升。     

矿井固壁材料的保温性能研究

针对玻化微珠保温砂浆在矿井内壁应用的局限性,利用单因素实验,并借助各种物理性能测试方法和扫描电镜（SEM）观察,分析了玻化微珠和超细粉煤灰在改善井下固壁砂浆导热性能、强度、耐久性等方面的作用。研究表明,玻化微珠保温轻骨料可有效改善砂浆的导热系数,但同时也会破坏材料的力学性能、耐候性能;超细粉煤灰可以改善材料的导热性、耐久性能以及孔结构,但掺量过多也会显著降低力学性能。保温砂浆的最优配合比是：2%玻化微珠、10%超细粉煤灰、2%可再分散乳胶粉、5%石灰以及1%石膏。     

不同气氛下某金矿尾渣制备烧结型陶瓷材料的试验和机理研究

以金矿尾渣为主要原料,添加一定比例其他矿物原料制备烧结型陶瓷材料.探究了不同气氛对其物相组成及物理性能的影响.通过XRF、XRD、TG-MS等测试方法对陶瓷样品的物相组成及烧成过程中SO2气体的释放规律进行分析,并测试其不同温度下的烧失量、吸水率、体积密度、抗折强度.结果表明,通过控制烧成气氛可以抑制FeS2的热分解,不仅减缓了SO2气体的释放量从而避免了样品在快烧过程中黑心鼓包现象的产生,同时氮气气氛条件下烧成的试样具有更好的致密性,为金尾矿资源化利用提供了新的工艺方法.     

矿渣基地质聚合物轻质保温砂浆的制备与性能研究

采用矿渣基地质聚合物制备轻质保温砂浆,研究了2种粒径聚苯(EPS)颗粒与玻化微珠掺量对保温砂浆干密度、吸水率、导热系数、抗压强度及粘结强度的影响,通过SEM揭示了玻化微珠对改善地聚物保温砂浆力学性能的作用机理。结果表明：掺EPS颗粒可迅速降低地聚物保温砂浆的干密度和导热系数,掺量为6%时可制备干密度446 kg/m³、导热系数0.078 W/(m·K)的保温砂浆,但内部空隙增多,吸水率高达13.4%。掺加0.5～1.0 mm小粒径EPS颗粒可有效降低砂浆内部空隙,促使吸水率降低。在EPS颗粒掺量为5%的基础上掺加10%的玻化微珠,可使砂浆获得581 kPa的最高粘结强度,当玻化微珠掺量为20%时可获得3.26 MPa的最高抗压强度。     

粉煤灰发泡陶瓷的制备及性能研究

面对日益匮乏的陶瓷原料,利用固体废弃物来制备发泡陶瓷已是当今趋势。以粉煤灰为主要原料,研究铬渣掺量、碎玻璃掺量和粉磨工艺对粉煤灰发泡陶瓷的影响。结果表明,掺入适量的铬渣可改善粉煤灰发泡陶瓷的性能,小掺量的碎玻璃对粉煤灰发泡陶瓷的性能影响较小。当原料配比为m(粉煤灰)∶m(铬渣)∶m(长石)∶m(碎玻璃)=60∶10∶20∶10时,采用湿法粉磨3 h,可以制得平均孔径为0.64 mm,体积密度为368.54 kg/m³,抗压强度为8.11 MPa的发泡陶瓷。     

铝硅比对燃煤炉渣发泡陶瓷的制备与性能的影响研究

以燃煤炉渣为主要原料，通过调控坯料中Al₂O₃与SiO₂含量，系统研究了铝硅比对发泡陶瓷烧成性能、孔结构、体积密度与抗压强度的影响，并通过物相组成分析，揭示了铝硅比对发泡陶瓷性能的影响机理。结果表明，尽管铝硅比增大将提高坯体的发泡温度，导致同一烧成温度制得的发泡陶瓷气孔率减小、体积密度增大，但拓宽了坯体的烧成温度范围，减弱了烧成温度对孔径的影响，并促使晶相量增加。若铝硅比大于0.6，将导致孔径分布变宽、孔结构劣化，降低材料的抗压强度。当坯料中的Al₂O₃与SiO₂总量约为82%，铝硅比为0.41时，可制备出孔结构优异的高强度炉渣发泡陶瓷。     

孔结构对闭孔发泡陶瓷力学性能的影响研究

以炉渣为主要原料制备了具有不同孔结构特征的发泡陶瓷。通过表征试样的平均孔径、孔径离散系数等孔结构参数，分析了孔径与孔径分布对发泡陶瓷力学性能的影响机理。结果表明，随着孔径的增大，相同体积密度的发泡陶瓷试样抗压强度显著降低，强度波动愈加显著，且孔径对高密度发泡陶瓷强度的影响更加明显。孔径分布也会显著影响发泡陶瓷的抗压强度，当孔径离散系数由0.184增至0.579时，抗压强度由10.05 MPa降至5.57 MPa。调控发泡陶瓷的材料组成和制备工艺，促使其获得孔径微小且分布均一的孔结构，可有效提高发泡陶瓷的力学性能。