磷矿尾砂与尾泥对胶结充填材料性能的影响

文章以磷矿采选废弃物浮选尾砂、重选尾泥为细骨料,以磷尾矿为粗骨料,和水泥制备胶结充填材料。在料浆质量比为85%、水泥质量比为7%的情况下,研究添加不同掺量尾砂、混合添加尾砂和尾泥对胶结充填材料流动性、稳定性及力学强度性能的影响。结果表明:随着尾砂掺量的增加,坍落度、扩散度及稠度总体上都呈先增加后减小的趋势,泌水率呈逐渐减小趋势,分层度呈先增大后减小趋势,抗压强度呈逐渐增大的趋势;当混合添加尾砂和尾泥的质量占总干质量40%时,随着尾泥掺量增加,坍落度、扩散度、稠度、泌水率、分层度及抗压强度总体上均呈逐渐减小的趋势。综合分析,当细骨料占干质量40%,w(尾砂)∶w(尾泥)为3∶1时,磷尾矿胶结充填材料的各项性能表现良好。     

镍铁合金矿热炉渣辅助胶凝材料的制备与性能

镍铁合金矿热炉渣大量堆存,数量越来越多,已经严重影响镍行业的可持续发展。通过粉磨,镍铁合金矿热炉渣被机械活化,可用其制得辅助胶凝材料,实现了对镍铁合金矿热炉渣的综合利用。用其等质量取代水泥10%～40%,随着掺量增加,水泥标准稠度用水量逐渐降低,胶砂流动度逐渐提高;胶砂抗压强度逐渐降低,抗折强度先增加,掺量超过10%后逐渐降低,折压比逐渐升高。试验结果表明,镍铁合金矿热炉渣可以用作辅助胶凝材料,并具有提高抗折强度、增塑减水等作用。     

颗粒分布对粉煤灰调粒水泥强度的影响

文章按等级配取代的方法将超细粉煤灰和Ⅲ级粉煤灰同时掺加到水泥中,通过分析超细粉煤灰和III级粉煤灰掺加比例变化对混合体系颗粒分布的影响,探讨颗粒分布对粉煤灰调粒水泥性能的影响;测试了粉煤灰掺量和比例不同的调粒水泥的3 d和28 d胶砂强度;试验结果表明:调节III级粉煤灰和超细粉煤灰的掺量和掺加比例对水泥的强度都有很大的影响,增大III级粉煤灰的含量有利于提高水泥的堆积密实度;水泥石的强度并不单纯随着体系堆积密实度的增加而增加,存在着与水泥颗粒的水化活性相匹配的最佳粒径分布.     

硬化水泥砂浆热膨胀系数影响因素

热膨胀性能是影响水泥基材料温度变形和开裂的重要指标.通过对硬化砂浆不同龄期热膨胀系数的测定,研究了水胶比、胶集比、矿物掺合料种类、粉煤灰掺量和细集料种类对砂浆热膨胀系数的影响规律.结果表明,硬化砂浆的热膨胀系数随水胶比和胶集比的增加而增大,其本质区别是用水量和水泥用量增加导致的水泥石热膨胀系数变化.矿粉能够增加砂浆的热膨胀系数,而粉煤灰则起抑制作用,热膨胀系数随着粉煤灰掺量的增加而降低.在对砂浆热膨胀系数的降低效果方面,大理岩砂玄武岩砂砂岩砂天然砂.     

PVA/粉煤灰/水泥性能研究

该文研究了PVA、掺量和超细粉煤灰掺量对水泥工作性能和力学性能的影响.结果表明,掺加聚乙烯醇对水泥的初凝时间则没有明显影响,而终凝时间则随掺量增加有明显减小.聚乙烯醇掺量为0.25 g时标稠需水量最大,为30.0%.聚乙烯醇掺量越高,水泥的抗压强度越低,最后趋于稳定.掺加可再分散性乳胶粉的水泥标稠需水量和初终凝时间都随着掺量的增加而增加,水泥的早期和晚期抗压强度则分别在掺量为0.5 g和1.0 g时达到最高,分别为33.10 MPa和81.91 MPa.掺加超细粉煤灰的水泥标准稠度需水量随超细粉煤灰掺量的增加先减小后增大,早期和晚期抗压强度都随着掺量的增加而先增后减,并且都在掺量为50g时达到最大,分别为44.60 MPa和98.63 MPa.     

胶砂比对铁尾矿砂水泥基灌浆料强度影响实验分析

文章以胶砂比为变化参数,通过实验研究铁尾矿砂水泥基灌浆料(ICGM)的强度随胶砂比变化情况。试验结果表明,随着胶砂比的增大,ICGM抗压、抗折强度均先增大后减小,在合理胶砂比下,强度可达到规范要求,用铁尾矿砂作为细骨料配制水泥基灌浆料的设想是可行的。     

减水剂和掺和料掺量对胶凝体系密实度影响试验

在水泥、粉煤灰和矿粉颗粒粒度分布测量分析的基础上,通过密实度试验,测试不同比例矿物掺和料和不同减水剂折固含量下的密实度变化。测试分析表明,当掺和料的粒度分布与水泥有显著差别时,颗粒之间的填充效应明显。胶凝体系的密实度不仅与掺和料的掺量、比例及外加剂的掺量有关,也与粒度分布有很大关系。当填充效应明显时,随着掺和料掺量的增加,胶凝体系的密实度增加。而当掺和料的粒度分布与水泥的差别不大时,掺和料较小细颗粒含量的变化及粒型差别也会使胶材体系的密实度发生明显的变化。减水剂对胶材有很好的分散作用,能改善和提高胶材颗粒的填充效应,提高浆体的密实度。试验表明,本研究使用的Ⅰ级粉煤灰、S95矿粉,当其掺量分别为30%和10%时,聚羧酸减水剂的折固用量0.4%左右时,浆体的密实度最大。     

基于RSM的胶结充填体强度回归及料浆寻优研究

为了提升充填料浆性价比,针对多种骨料混合充填类矿山开展料浆优化配比研究。首先,根据骨料物化性质,采用Talbol理论分析碎石-棒磨砂的最大堆积密实度并确定碎石与棒磨砂这2种材料的最优配比范围;然后,根据响应面法(RSM)提供的中心复合试验方案进行17组配比试验,构建强度为响应值的回归模型,揭示料浆质量分数、碎棒比(碎石与棒磨砂的质量比)和胶砂比(水泥和骨料的质量比)单一或交互作用对充填体强度的影响机制。最后,采用目标规划法对充填料浆配合比寻优。研究结果表明:强度对单一因素的响应极敏感,对因素交互的响应具有显著性;在因素交互下,早期强度对料浆质量分数和胶砂比交互作用敏感,中期强度受碎棒比和胶砂比的交互作用影响大,料浆质量分数和碎棒比的交互作用对后期强度影响显著;考虑性价比的料浆最优配合比是料浆质量分数为77%,碎棒比为2.33,胶砂比为1:5,该配合比满足金川二矿区输送与充填强度设计标准。     

基于指标满意度的充填配比正交优化试验

建立基于指标满意度的多指标正交试验综合评价模型,选取质量浓度、灰砂比、粉煤灰掺量、减水剂掺量等4个因素,进行4因素3水平的正交试验,选取充填体28 d单轴抗压强度、28 d抗拉强度、塌落度、成本等4个指标进行基于指标满意度的多指标综合评价及敏感性分析.试验结果表明:质量浓度、灰砂比、粉煤灰掺量、减水剂掺量对充填体质量的敏感度分别为0.217、0.252、0.032和0.060,即灰砂比对充填体质量的影响最大;质量浓度对充填体质量有着明显的影响;粉煤灰掺量及减水剂掺量对充填体质量的影响相对较小.     

骨架密实型水泥粉煤灰碎石组成设计与路用性能

以最大密实度为原则,采用逐级填充方法研究了粗集料级配、粗集料与水泥粉煤灰砂浆最佳比例(质量比);以强度试验为基础,考虑经济性,研究了水泥粉煤灰最佳比例以及水泥粉煤灰与细集料比例.在此基础上,形成了骨架密实型水泥粉煤灰碎石组成设计方法.研究结果表明:骨架密实型水泥粉煤灰碎石在后期强度、抗裂性能方面明显优于规范级配水泥稳定碎石;提出的骨架密实型水泥粉煤灰碎石组成设计方法效果良好,具有优良的路用性能.     

铀矿尾渣胶结充填体塌落度影响因素及预测模型

采用生石灰中和后的铀矿尾渣为试验骨料,水泥为胶结剂,试验了不同渣浆质量浓度和灰渣质量比条件下尾渣胶结充填体试件塌落度。利用自适应神经模糊推理系统(adaptive neuro-fuzzy inference system,ANFIS)预测不同渣浆质量浓度和灰渣质量比条件下塌落度。试验结果和模型预测结果表明,在同等条件下,铀矿尾渣胶结充填体的塌落度与渣浆质量浓度和灰渣质量比均成反比;随着渣浆质量浓度变小,铀矿尾渣胶结充填体流动性变大,如果再降低灰渣质量比,铀矿尾渣胶结充填体会出现明显离析现象;铀矿尾渣胶结充填体塌落度ANFIS模型的预测精度较高,结果唯一且可靠;如果不同矿山铀尾渣物理参数相似性较高,则已知的铀矿尾渣胶结充填体塌落度ANFIS模型可以预测该矿山尾渣胶结充填体的塌落度。     

减水剂与粉煤灰对全尾砂胶结充填料浆流变性能的影响

全尾砂胶结充填料浆流变性能直接影响其工作性能。采用Brookfield RST-SST型流变仪定量分析了聚羧酸(PC)、萘系(PNS)和三聚氰胺系(PMS)3种类型高效减水剂与粉煤灰单掺和复掺时对料浆流变性能的影响。结果表明:无论减水剂类型,掺入料浆后均可降低其屈服应力和塑性黏度且减水剂掺量越高降低幅度越大,料浆流变性能改善效果越好。3种类型减水剂对料浆流变性能改善程度存在差异,其中PC作用效果最好。减水剂的改性效果随着胶结料的持续水化而出现缓慢退化;随粉煤灰掺量的增加,料浆的屈服应力和塑性黏度呈整体降低趋势,其作用机理主要源于"形态效应";减水剂与粉煤灰两者在改善料浆流变性能方面具有协同效应,复掺后可显著改善料浆的流变性能,效果明显优于单掺改性效果。     

再生骨料对高钙粉煤灰基地聚物混凝土力学及耐久性能的影响

试验分别采用再生骨料和天然骨料作为粗骨料,制备了碱激发高钙粉煤灰基地聚物再生骨料混凝土和地聚物天然骨料混凝土。测试了其密度、抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、吸水率、渗透孔隙率、氯离子渗透深度及抗硫酸侵蚀等指标,探讨比较了再生骨料与天然骨料高钙粉煤灰基地聚物混凝土物理力学性能和耐久性的差异;并进一步分析了不同NaOH溶液浓度(6 mol·L~(-1)、12 mol·L~(-1)和18 mol·L~(-1))对其相关性能的影响。结果表明:再生骨料可以用作粗骨料制备高钙粉煤灰基地聚物混凝土,其抗压强度在30.64~38.22 MPa之间,略低于天然骨料制备的地聚物混凝土。随着NaOH溶液浓度的增加,粉煤灰基地聚物混凝土的力学性能及耐久性能均显著改善,且当NaOH浓度为12 mol·L~(-1)时,其各项性能综合较优。     

粗集料对粉煤灰混凝土性能影响

混凝土的架构理论认为混凝土是由砂浆、粗集料和二者之间的界面构成的．试验研究了石灰石、玄武岩、花岗岩和辉绿岩4种不同类型的粗集料对不同粉煤灰掺量混凝土的坍落度、抗压强度、抗折强度和弹性模量的影响,分析了石灰石粗集料对不同粉煤灰掺量混凝土抗冻性的影响．结果表明,粗集料对混凝土的坍落度、抗压强度、抗折强度和弹性模量影响十分显著．粗集料的掺入降低了砂浆基体的扩展度和抗折强度,提高了砂浆基体的抗压强度和弹性模量,此外,粗集料改善了混凝土的抗冻性．随着粉煤灰掺量的增加,混凝土的坍落度提高,但混凝土的力学性能和抗冻性减弱．不同类型的粗集料对混凝土性能的影响相差不大,随着粉煤灰掺量的提高,不同类型粗集料混凝土性能相差也不大．     

粉煤灰对混凝土热膨胀系数的影响

为了探讨了粉煤灰对混凝土热膨胀系数的影响,采用颗粒表面密封法和压汞法研究了不同品种的固相颗粒、孔隙率和龄期对水泥石热膨胀系数的影响,并采用扫描电镜和能谱分析验证了表面密封法的可靠性.实验结果表明:不同品种的固相颗粒对水泥石热膨胀系数的影响大小依次为Ca(OH)2、粉煤灰、水泥熟料、CSH凝胶;水泥石的总孔隙率随龄期的增长而减小;混凝土热膨胀系数随水化龄期的增长而升高,随粉煤灰掺量的增加先升高后降低;粉煤灰对混凝土的热膨胀系数有明显影响.     

铀尾砂胶结充填体三轴压缩试验及非线性强度准则研究

充填采矿法是矿山开采的重要施工方法,探究尾砂胶结充填体回填采空区后的强度特性具有重要的理论研究和工程实际意义。以铀尾砂胶结充填体为研究对象,研究砂灰比和围压对胶结充填体力学性能的影响。随后基于三种强度理论,以试验数据为基准,对不同砂灰比铀尾砂胶结充填体强度进行预测。研究结果表明砂灰比对尾砂胶结充填体的力学特性有较大的影响;（1）砂灰比为4,围压小于4MPa时,铀尾砂胶结充填体的应力-应变曲线呈应变软化型,砂灰比大于4.铀尾砂胶结充填体的应力-应变曲线呈应变硬化型（2）粘聚力和内摩擦角随着砂灰比的增大而减小,并逐渐趋于平稳。并呈指数下降趋势,（3）Rocker准则公式简单,能精准的预测不同砂灰比条件下铀尾砂胶结充填体的强度。并提出考虑砂灰比的铀尾砂胶结充填体的Rocker强度准则,并验证其具有良好的预测效果,上述研究将为矿山充填开采提供有益的参考。     

煤矿开采覆岩离层注浆浆液配比优化试验研究

覆岩离层注浆充填技术是一种煤矿绿色开采新技术,能有效控制离层上方的地表沉陷,对保护地表建筑物安全及生态环境稳定具有重要意义。为了探究离层注浆浆液最优配比,本文选取水固比、固相比、水玻璃掺量和悬浮剂掺量四个浆液性质的主要影响因素,采用正交试验和单因素试验的方法探究各因素对浆液的比重、粘度、析水率和结石率的影响。试验结果表明,水固比是控制浆液性质的主控因素。其他影响因素中,固相比对粘度影响较大,水玻璃掺量对析水率、结石率影响较大。单因素实验中,各电厂粉煤灰浆液随水固比减小,浆液析水率减小,结石率增加,粘度增加,即浆液中粉煤灰质量比越大,浆液稳定性、填充效果越好,但扩散半径越小。随着水固比减小,达到某一水固比值后,浆液粘度将显著增大。不同电厂粉煤灰浆液性质不相同,因此在注浆前对拟用粉煤灰进行试配是必要的。     

减水剂对尾砂膏体的和易性与充填体强度影响研究*

充填料浆的和易性和充填体强度关系到充填采矿安全、经济与可靠。针对金川镍矿尾砂膏体充填管道输送中存在堵管问题,开展了泵送减水剂对膏体的和易性与充填体强度影响的试验研究。首先分析了膏体物料的物化特性和颗粒级配;然后采用金川镍矿尾砂膏体充填系统工业生产的技术参数,开展了添加不同泵送减水剂的膏体和易性、充填体强度易性以及流变特性的试验研究。结果显示,添加1%~2%的泵送减水剂不仅改善膏体的和易性,而且还能够提高充填体强度。膏体的和易性随着泵送随减水剂添加量的增加而提高,并且膏体浓度越高提高的效果越显著。但当泵送减水剂添加量达到3%时,充填体28d强度显著降低。综合泵送减水剂对充填体强度和膏体和易性影响的综合分析,确定1.5%~1.8%的泵送减水剂为膏体的最佳添加量。该研究成果为金川镍矿膏体充填系统料浆制备提供依据,已应用于金川矿山工业化生产。     

巷旁泵送煤矸石胶结充填材料的应用

为了充分发挥煤矸石在煤矿井下巷旁支护过程中的作用开展了某矿井煤矸石相关物理性质测试试验研究了不同水灰比、外加剂对煤矸石胶结充填材料的坍落度、单轴抗压强度及初凝时间的影响。试验研究表明水∶水泥∶粗骨料∶细骨料∶外加剂＝1∶2∶5.6∶1.6∶0.02为现场沿空留巷巷旁泵送充填最佳配合比。在该配合比条件下煤矸石胶结充填材料的坍落度、28 d单轴抗压强度及初凝时间分别为210 mm、20.8 MPa、224 min能较好地满足现场支护要求并发现该配合比条件下的胶结充填材料实际初凝时间较室内提前约50 min。     

矿物掺合料和再生骨料对再生混凝土工作性的影响

实验利用废弃混凝土制作再生骨料混凝土,并分析了再生骨料的种类、取代率、粉煤灰、矿粉等矿物掺合料的掺量等因素对再生混凝土工作性的影响.结果表明:颗粒整形再生粗骨料混凝土的用水量接近于天然骨料混凝土;颗粒整形再生细骨料混凝土的用水量高于天然骨料混凝土;粉煤灰、普通矿粉、超细矿粉、硅灰等矿物掺合料能明显改善混凝土的坍落度、和易性;颗粒整形再生粗、细骨料的各项性能指标已经接近天然碎石.