高钛矿渣制备混凝土用矿物掺合料研究

将高钛矿渣用于矿物掺合料有利于固体废弃物资源化。通过不同细度、不同种类的高钛矿渣粉作矿物掺合料的试验,研究了高钛矿渣对水化过程的影响、水泥胶砂流动度比的变化规律以及活性指数。结果表明:高钛矿渣粉可以提高水泥砂浆的流动度,其提升幅度随自然冷却高钛矿渣粉细度的增大而增大,随水淬急冷高钛矿渣细度的增大而减小;高钛矿渣早期活性偏低,随着高钛矿渣细度的增大,其后期活性有所提升,自然冷却高钛矿渣的活性略高于水淬急冷高钛矿渣;自然冷却高钛矿渣作为矿物掺合料,将其粉磨至45μm筛筛余12%时,各龄期的活性均较高,28 d活性指数为78.7%,90 d活性指数为74.5%。     

矿渣颗粒级配对矿渣水泥性能的影响

随着矿渣排放量的急剧增加,环境问题日益凸显,同时出现了许多应用矿渣的新理论、新工艺.然而,大幅度提高水泥中矿渣掺量、相应降低水泥熟料含量,必然引起水泥性能的变化.必须通过试验验证配合比的合理性、安全性.本文主要用灰色关联分析方法研究了矿渣微粉颗粒级配对新型矿渣水泥强度的影响,新型矿渣水泥的矿渣掺量最高达到了70%.研究表明,矿渣粉的区间粒度分布与新型矿渣水泥强度的关联度有如下规律:对水泥的3 d早期强度贡献最大的是0～10 μm内的矿渣微粉,而对28 d强度贡献最大的是10～20μm的矿渣微粉.因此,通过改进粉磨工艺及矿渣微粉的颗粒组成,可以提高新型矿渣水泥的强度.     

钢渣粉的胶凝性及其对水泥力学性能的影响

钢渣粉作为辅助胶凝材料用于水泥混凝土领域中的潜力很大,研究了钢渣粉自身的胶凝性及其粒径大小、掺入量对钢渣-水泥复合胶凝材料力学性能的影响。结果表明:钢渣粉的浆体强度和水化程度随其粒径减小而显著提高(28 d抗压强度4.0提高到21.5 MPa,Ca(OH)2含量从3.49%提高到5.48%,非蒸发水含量从4.8%提高到10.71%)。含30wt%钢渣粉的复合水泥3 d净浆和胶砂强度均表现出随微粉粒径的减小先增大,后降低(SC-40为拐点),而7 d、28 d强度随微粉粒径的减小而不断增大。钢渣粉的掺量对水泥浆体强度和水化程度的影响显著,水泥各龄期强度和水化程度均随钢渣粉掺量的增加而逐渐降低,且各龄期强度与钢渣粉含量均符合多项式函数关系。     

粒径对建筑垃圾基浆体膨胀充填材料强度的影响

采用改变建筑垃圾的粉磨时间,来获得不同粒径的建筑垃圾基浆体膨胀充填材料;并通过测定充填体的强度和微观结构变化,来分析不同基料粒径对材料强度的影响过程.研究结果表明:建筑垃圾充填材料28d强度随着粒径的减小呈现先增大后平缓的趋势;SEM扫描电镜观察可知:随着粒径的不断变小,充填体内部结构中还有的钙矾石、硅铝凝胶物质在不断增多.     

矿渣微粉颗粒分布对胶凝材料性能影响的灰色系统

应用灰色控制系统理论研究了矿渣微粉颗粒分布对胶凝材料性能的影响，以30％（质量分数）比例的矿渣微粉掺入水泥中，测其胶砂强度和胶凝材料流动度，研究结果表明，矿渣微粉中10－20μm颗粒对7d和28d抗压强度具有最大影响度，20－30μm颗粒则对7d和28d抗折强度具有最大影响度，而10－20μm颗粒对胶凝材料流动度的贡献最大。     

基于成控因子法汞矿渣胶结物质组合关系研究

通过对铜仁地区汞矿渣调查,胶结型汞矿渣主要由废弃矿渣、尾矿渣、胶结物三部分组成,分别对其物质构成进行了分析。基于此,采用成控因子法,结合现场胶结试验,确定了各因素对胶结物生长的敏感性大小,重要性依次为水文条件、堆积年限、通风、覆盖层厚度、层位类型、光照、孔隙率。最后,对胶结类型进行分组,分别为:A型全碎石粉渣胶结、B型局部软石碎石粉渣胶结、C型软石碎石粉渣胶结、D型含粉渣碎石胶结、E型全包式碎石胶结、F型接触式不规则碎石胶结、G型接触式球形碎石胶结;并探讨了胶结物的不同物质组合方式的胶结物含量。对汞矿渣胶结物质成分及其组合关系研究对矿渣堆积体稳定性防治具有重要的理论与工程意义。     

矿渣掺量对水泥性能的影响

采用矿渣与熟料分别粉磨再混合的方式,研究了不同掺量和不同细度的矿渣对水泥强度和凝结时间的影响,确定了水泥中矿渣的最佳掺量.     

再生微粉与矿渣对水泥性能影响的对比分析

为研究再生微粉与矿渣对水泥性能的影响,进行了再生微粉与矿渣对水泥性能的影响试验,并对比分析了实验数据。实验结果显示:随着再生微粉和矿渣掺量的增加各龄期水泥胶砂强度降低,当掺量大于50%时,胶砂强度和强度比均降低较大,且流动度呈现逐渐减小;当掺量大于30%时,胶砂流动度降低较大,此时再生微粉的标准稠度用水量增加速度相对加快,而矿渣标准稠度用水量增加速度则相对变慢;再生微粉和矿渣粉的加入使净浆的初凝时间缩短,当掺量大于10%时,初凝时间随着掺量的增大而缓慢减小,终凝时间却没有规律。得出的结论对工程选用水泥有一定的参考价值。     

机械力与化学激发剂对水泥掺合料改性试验研究

为研究机械力与化学激发剂联合改性方法对制备高性能掺合料的影响,以粉煤灰、矿渣、硅灰为掺合料取代质量分数25%的水泥,进行了机械力与化学激发剂联合改性提高掺合料性能试验.结果表明:矿物掺合料粉磨细化后,比表面积增加,活性指数增长,但细度过细将降低掺合料性能;化学激发剂硫酸钠、L-H、三乙醇胺可提高水泥掺合料强度,当硫酸钠、L-H、三乙醇胺掺量(质量分数)分别为1.5%、1.5%和0.03%时,活性指数R_1达到125.56%,R_3达到112.23%,R_(28)达到110.35%。     

不同骨料固结粉胶结充填体强度试验与对比分析

为了将固结粉新型胶凝材料在金川矿山推广应用,针对目前矿山采用的4种充填骨料,开展固结粉胶结充填体强度试验研究.首先,针对龙首矿充填系统以及工业技术参数,进行4种充填骨料、3种胶凝材料和5种充填料浆浓度的试验方案设计.然后,针对4种充填骨料开展不同料浆浓度的充填体强度试验,获得了不同配比条件下胶结充填体强度.最后,针对固结粉胶凝材料进行4种骨料胶结充填体强度分析和对比研究.结果显示,除了戈壁粗砂骨料的胶结充填体3d和28d强度低于矿山设计强度外,其他3种骨料胶结充填体强度均满足金川矿山充填体设计强度.由此可见,固结粉新型胶凝材料可以替代水泥在金川矿山推广应用.     

浅谈立磨矿渣微粉技术

近几年矿渣微粉技术的发展,使得矿渣超细粉越来越多地应用于水泥及混凝土中,由于球磨机粉磨矿渣超细粉电耗及成本较高,且最终结果不易控制,国产立磨又很难达到要求,因此进口立磨便成为了粉磨矿渣超细粉的首选。     

石膏-熟料质量比对矿渣充填胶凝材料性能的影响及应用

为研究碱-盐复合激发大掺量矿渣充填胶凝材料的力学特性,设计不同石膏与熟料质量比的充填胶结体强度实验。利用XRD,SEM和TG-DSC等手段,研究净浆试样水化产物种类、微观形貌及质量损失率;基于室内实验研究成果,开展新型充填胶凝材料工业化应用研究。研究结果表明:当复合激发剂掺量为15%、石膏和熟料质量比为1:4,充填体3 d抗压强度最大为1.05 MPa;当复合激发剂掺量为20%、石膏和熟料质量比为3:2,充填体28 d抗压强度最大为8.61 MPa。石膏促使浆体中钙矾石(缩写为AFt)的生成,但掺量过大则影响早期胶凝物质的生成量,后期浆体中水化硅酸钙凝胶(缩写为C-S-H)的钙硅比由1.804降低到1.559,可保证结石体后期钙矾石的持续生成;3 d龄期净浆试样质量损失率从大到小依次为T7,T9和T6,28 d龄期净浆试样质量损失率依次为T9,T7和T6;综合可见,针对大掺量矿渣充填胶凝材料,合理的石膏掺量有助于提高充填体早期强度;但当石膏掺量较大或熟料掺量少时,胶结体早期强度低但有利于后期强度的提高。当熟料质量分数为12%,石膏为3%,矿渣为85%时,充填体3 d抗压强度为2.7 MPa,7 d抗压强度为5.1 MPa,28 d抗压强度达到10.6 MPa,满足金川矿山对充填体强度的要求。     

大掺量磷渣水泥的凝结硬化特性与力学性能

结合XRD、SEM等微观测试手段,从磷渣粉磨特性出发,实验研究了磷渣细度、磷渣掺量等因素对中热硅酸盐水泥凝结硬化性能的影响,测定了磷渣水泥胶砂的力学性能,并分析了其变化规律.     

粉磨对石膏粉煤灰胶结料性能的影响

采用XRD、SEM和DSC-TG等测试方法研究不同粉磨时间下石膏(β-半水石膏)-粉煤灰胶结料的流动度、凝结时间、强度、耐水性能以及粉磨对胶结料水化的影响.结果表明:粉磨增大了石膏粉煤灰胶结料的比表面积,降低了胶结料的流动度,缩短了凝结时间;粉磨对胶结料3 d干/湿强度和软化系数的改善效果并不明显,但可大幅提高胶结料2...     

固结粉胶凝材料开发与胶结充填体强度试验

针对金川矿山开采面临的采矿经济与环保压力,利用酒钢低活性酸性矿渣,开展新型充填胶凝材料开发,获得称为固结粉的早强型新型充填胶凝材料。为了实现固结粉在金川矿山工业化应用,针对金川矿山废石、棒磨砂、戈壁砂和河沙等骨料,开展了4种充填骨料的固结粉胶结充填体抗压强度试验。结果表明,除了戈壁粗砂骨料胶结充填体3 d抗压强度小于设计抗压强度外,其他3种充填骨料的固结粉胶结充填体抗压强度均满足金川矿山安全采矿要求,说明早强型固结粉胶凝材料应用于金川矿山充填法采矿中能够替代水泥。     

机械磨细对新疆和田地区火山岩粉活性影响试验

为了提高新疆和田地区火山岩粉的活性,拓宽其在混凝土工程中的应用,借鉴目前常用的机械磨细的球磨方法,使粉体材料更加细化,并改善其颗粒分布。对4种细度的火山岩粉,采用勃氏法测试其比表面积,激光粒度法分析其颗粒级配及分布,多龄期胶砂强度指数法去验证掺加该火山岩粉后的胶凝体系宏观力学性能变化,最后用SEM及EDS观察分析微观形貌及产物,揭示微观变化与宏观强度,即火山灰活性提升的关系。试验结果表明:机械磨细的方法可以有效地改善火山岩粉的颗粒分布,比表面积每增加80 m²/kg左右则小于50%通过率颗粒粒径减小0.6~0.8 μm;掺火山岩粉胶凝体系随龄期的延长,宏观上其抗折强度和抗压强度均有持续的提高,而且抗折强度增加速率更快,但强度增加随火山岩粉变细而增长的幅度放缓。根据宏观力学性能的变化及SEM及EDS的微观观察分析,得出结论:机械磨细可提高火山岩粉活性的主要原因为颗粒变细的“微集料”填充作用,以及其参与水泥基体系水化反应能力的提升。     

细度及放置时间对湿磨矿渣胶砂强度的影响

运用湿磨方式处理矿渣,制备一种矿渣浆状掺合料,基于矿物掺合料干、湿磨环境介质的不同,研究细度及放置时间对湿磨的矿渣浆状掺合料胶砂强度的影响,并对其机理进行分析.结果表明:因水介质的存在,矿渣浆状掺合料在湿磨处理及放置过程中,会出现金属离子溶出、玻璃体表面键合羟基以及高度无序化层溶解等特点,使得矿渣浆状掺合料的胶砂强度不仅决定于其细度,还受其放置时间影响.     

矿渣微粉颗粒分布与其水泥流动性的灰色关联

采用不同粉磨时间的方法将水泥和矿渣磨成不同细度的试样 ,用激光粒度仪检测其颗粒群分布 ;采用灰色关联分析方法研究矿渣微粉的颗粒群分布对矿渣水泥胶砂流动性的影响 .结果表明 :当水泥颗粒较细时 ,粒径小于 4 0 μm的矿渣颗粒的体积分数的增加对胶砂流动度起积极作用 ,其中以 2 0～ 4 0 μm的关联度为最大 ;当水泥颗粒较粗时 ,粒径大于 1 0 μm的矿渣颗粒的体积分数的增加对胶砂流动度起积极作用 ,其中以 1 0～ 2 0 μm的关联度为最大     

基于熵权多属性决策的充填胶凝材料 开发及料浆配比优化

针对金川矿山采用水泥胶凝材料充填成本较高的问题,以矿渣为主要原料开发低成本胶凝材料,在满足矿山要求的前提下,对料浆配比进行优化,以期降低充填成本.对试验材料进行物化分析及混合骨料粒径级配分析;采用正交试验、极差分析等方法进行新型胶凝材料配比优化试验,确定优化配比:熟料、脱硫石膏和矿渣微粉质量分数分别为8％、14％和78％,并利用XRD和SEM等方法探究新型胶凝材料的水化产物及其微观结构,揭示其水化机理;在此基础上进行充填料浆配比试验,并分别以7 d强度、28 d强度、坍落度、泌水率和充填成本为评判指标,基于多属性决策法进行料浆配比优化.结果表明:采用新型胶凝材料,废石和棒磨砂质量配比最优为7:3,胶砂比1:4,料浆质量分数80％,并以此配比进行验证试验,得到相应的7 d强度、28 d强度、坍落度和泌水率分别为4.36 MPa、6.62 MPa、26.8 cm和11.1％,均满足金川矿山要求,并且充填成本为139元/m3,较原来198元/m3的充填成本降低了29.8％.     

冶金高炉矿渣综合利用

综述了国内外粒化高炉矿渣的利用发展历史和矿渣粉的性能特点及应用技术,对比了当前高炉矿渣微粉不同的生产工艺设备优缺点,指出矿渣粉的生产和应用是冶金渣高效综合利用的有效措施,具有显著的经济效益和环保效益。