水基钻井岩屑烧结砖的制备及性能研究

以水基钻井岩屑(水基钻屑)为原料替代部分页岩制备烧结砖,分析了水基钻屑的化学成分、矿物组成以及热重性能,通过单因素实验确定了水基钻屑掺量、烧结温度、保温时间对烧结砖抗压强度、吸水率、体积密度、线性收缩率等的影响。结果表明,在水基钻屑掺量20%,烧结温度1000℃,保温时间2 h的情况下制得的烧结砖抗压强度为20.34 MPa,吸水率为17.08%,体积密度1.764 g/cm^(3),线性收缩率3.32%。XRD与SEM分析发现,水基钻井岩屑因为石英含量较少,物理性能会随着其掺量增大而显著降低。烧结温度过高和保温时间过长也会导致烧结砖过烧现象的发生,体现在微观上液相大量增加,宏观上则表现为体积密度、抗压强度降低以及吸水率、线性收缩率增大。

钼尾矿免蒸压砖的制备及性能研究

以钼尾矿、矿粉为主要原料,消石灰和水玻璃为激发剂,采用振动成型法制备了免蒸压砖,研究了钼尾矿用量、养护温度、激发剂种类及用量等因素对免蒸压砖抗压强度的影响,通过SEM、EDS表征了不同龄期的水化产物,分析了其强度形成机理。结果表明:在钼尾矿-矿粉-石灰体系中,添加水玻璃可以提高石灰常温下的碱激发效果,矿粉中所含的硫酸盐可以加快水化反应,促进水化硅酸钙和水化铝酸钙的形成。免蒸压砖最优配比为:钼尾矿65%、矿粉30%、石灰5%,水玻璃掺量为矿粉质量的0.5%,水灰比0.43,按此制得的免蒸压砖28 d抗压强度为37.8 MPa,符合GB/T 21144—2007《混凝土实心砖》中MU35的要求。

铁尾矿基免烧透水砖的制备及其性能研究

以细铁尾矿粉、粉煤灰、磷石膏和矿渣微粉为胶凝材料,电石渣为激发剂,羧甲基纤维素钠水溶液为胶粘剂,采用半干压成型法,结合恒温恒湿养护工艺制备铁尾矿基免烧透水砖。结果表明:胶材体系中掺入水泥有利于免烧透水砖力学性能的提高,水泥熟料中的C2S、C3S等可促进细铁尾矿粉胶材体系进行水化反应,且蒸汽养护可提高免烧透水砖的力学性能,最佳配比为m(细铁尾矿粉)∶m(矿渣微粉)∶m(粉煤灰)∶m(磷石膏)∶m(骨料)=30∶30∶10∶30∶300,使用60℃蒸汽养护,制备出28 d抗折、抗压强度分别为2.72、24.5 MPa、透水系数为3.1×10^(-2)cm/s的免烧透水砖,性能符合GB/T 25993—2010《透水路面砖和透水路面板》的要求。

泥岩地层盾构渣土免烧砖制备技术研究

针对成都地区泥岩地层盾构渣土,利用水泥为固化剂、粉煤灰为活性增强材料、细砂为级配材料,通过压制成型制备泥岩渣土免烧砖,在混凝土标养室养护14 d,研究不同配合比对免烧砖抗压强度的影响。结果表明:免烧砖的抗压强度与水泥掺量呈线性正相关,细砂掺量对免烧砖抗压强度的影响较小;粉煤灰无法与水泥进行等量替换实现抗压强度的提高。当配合比为渣土58%、水泥22%、细砂15%、粉煤灰5%时,免烧砖的抗压强度和软化系数符合JC/T 422-2007《非烧结垃圾尾矿砖》中MU15等级要求,且表面无凹凸、破损、裂缝、分层现象。

脱硫石膏-废水泥碳化再生砌块的力学性能及机理

本文以废水泥的再生利用为研究目标,构造了脱硫石膏-废水泥体系,评估了碳化对脱硫石膏-废水泥体系再生砌块力学性能和表观密度的影响,并通过XRD、FTIR和SEM揭示了再生砌块的成分、化学结构和形貌变化。结果表明,在石膏存在的条件下,废水泥的碳化可顺利进行。碳化过程能够有效增加脱硫石膏-废水泥样品的抗压强度。当水灰比为0.4、废水泥掺量为60%(质量分数)时,与未碳化的样品相比,碳化过程使样品的抗压强度提高了108.3%;当水灰比为0.8、废水泥掺量为65%(质量分数)时,与未碳化的样品相比,碳化过程使样品的抗压强度提高了270.0%。通过调整水灰比和废水泥掺量可控制碳化产物的化学结构和微观形貌,碳化过程对废水泥内部的水化具有一定促进作用,在促进体系力学性能增强的同时降低了块体的表观密度。研究结果将为综合利用废水泥和脱硫石膏两种固体废弃物提供新思路和可靠的再生应用方案。

用细粒铁尾矿制备细骨料混凝土的试验研究

将某-0.074 mm占74.5%的细粒铁尾矿按0.045 mm分级,通过热活化处理改善-0.045 mm尾矿的反应活性,并将其制备成复合胶凝材料,然后与+0.045 mm尾矿制备成细骨料混凝土。制品尾矿掺量达到70%,28 d抗压强度达到99 MPa。

用电解锰渣制备免烧砖的试验研究

研究了电解锰渣-粉煤灰-石灰-水泥胶凝材料,掺入一定的骨料,经压制成型生产电解锰渣免烧砖,自然条件下洒水养护28d抗压强度在10MPa以上,并对影响强度的胶砂比和成型压力进行了分析。试验结果表明,配合料成型过程中的加压,为砖的强度的形成和发展奠定了基础,水泥、粉煤灰、石灰和电解锰渣等胶凝材料水化产生的胶凝物质使电解锰渣免烧砖的强度逐步增强;各原料的最佳配比总结为:电解锰渣50%、粉煤灰30%、生石灰10%、水泥10%,胶凝材料:砂=1.0∶0.9、水固比0.14、成型压力25MPa。

大掺量铁尾矿高强混凝土材料的制备

将首钢密云铁矿尾矿按一定方法分级,取-0.08 mm粒级与水泥熟料、脱硫石膏通过三级混磨形成胶凝材料,然后将胶凝材料与作为骨料的+0.08 mm铁尾矿中的某一粒级混合,并加入减水剂制备成高强混凝土材料。在其他条件一定的情况下,通过正交试验着重考察了骨料粒度、第三级混磨时间、减水剂用量对制品抗压强度的影响。试验结果表明:第三级混磨时间是影响制品抗压强度的主要因素;在合适的条件下,制得的铁尾矿混凝土材料28 d抗压强度高达97.63 MPa,制品中铁尾矿掺量达到70%,。

用梅山铁尾矿制备免烧免蒸砖

以梅山铁尾矿为原料,配以自制的胶结料,研制铁尾矿免烧免蒸砖。试验结果表明:将尾矿调整为合适的级配类型,在尾矿掺量为75%、自制JA-Ⅱ型胶结料掺量为18%、陶粒轻集料掺量为5%、JA1型外加剂掺量为2%、密度等级为2.0 g/cm3、水固比为0.13条件下,制得的免烧免蒸砖抗压强度达24.89 MPa,且制品的其它性能满足GB5101—2003及GB6566—2001的要求。

利用微磨球效应制备超高强铁尾矿混凝土

以密云铁尾矿为主要原料,利用梯级混磨产生的不同物料之间的微磨球效应,制备出了超高强铁尾矿混凝土。制品尾矿掺量达到70%,抗压强度达到109.13 MPa,抗折强度达到15.53 MPa,并具有良好的安定性和耐久性。

齐大山铁尾矿制作人工鱼礁材料的研究

以齐大山铁尾矿为主要原料制备了人工鱼礁混凝土,并进行了性能与机理研究。结果表明,铁尾矿掺加量为70%的鱼礁混凝土,标准养护28 d的抗压强度达到47.3 MPa,抗折强度达到8.6 MPa;比表面积达到720m2/kg的铁尾矿球磨细粉具有一定的火山灰活性,在人工鱼礁混凝土中能起到良好的活性粉末填充作用;人工鱼礁材料试块海水浸泡初期,表层有少量OH-溶出,使浸泡液pH值由新鲜海水的8.0升至8.5,但69 d后恢复到正常值;重金属离子溶出检测结果表明,浸泡试样的海水水质符合渔业水质国家标准。因此,大比例掺加齐大山铁尾矿制备的人工鱼礁混凝土不仅具有良好力学性能,还能满足人工鱼礁所要求的低碱、无污染要求,表现出了良好的海洋适应性,使大规模综合利用铁尾矿和海洋渔业增殖成为可能。

用赤泥提高铁尾矿热活化性能的试验研究

为提高铁尾矿的活性，使其能作为水泥原料而得以大宗量综合利用，以通钢铁尾矿为对象，研究了铁尾矿自身的热活化性能以及赤泥对铁尾矿热活化性能的影响。结果表明，单独对铁尾矿进行热活化不能使铁尾矿的活性得到提高；按1：1的比例将铁尾矿与赤泥共同湿磨，所得混合物料的热活化性能明显改善，以这种混合物料在600℃下煅烧2h的产物为主要原料（用量50％）制备的胶砂试块的28d抗压强度达47．5MPa，满足国家标准对42．5。水泥的强度要求。

粉煤灰透水砖的制备研究

采用粉煤灰为主要原料进行透水砖的制备研究。探讨成型压力、烧成制度及骨料级配对制品抗压强度和透水系数的影响。结果表明,较适宜的工艺参数为:粉煤灰40%～50%、黏土25%～35%、废地砖20%～30%,废地砖粒径0.45～0.6mm,成型压力25MPa,烧成温度1050℃,保温时间1h,所制备的粉煤灰透水砖的抗压强度和透水系数分别为30.6MPa和1.08×10-2cm/s,满足JC/T945—2005《透水砖》标准要求。

唐山地区铁尾矿制取蒸压尾矿砖的研究

在对铁尾矿的性质进行分析基础上，研究了以铁尾矿为主要原料制备蒸压尾矿砖的方法，对尾矿、水泥、粗骨料、粉煤灰、水、外加剂用量进行了条件试验，其蒸汽养护制度：制品釜前抽真空0．5—1h，升温2．5h，190℃下恒温8h（1．6MPa）、降温2．5h，并对其主要理化性能进行了测试和分析，尾矿砖的性能达到使用要求。采用铁尾矿制取尾矿建筑用砖，是铁尾矿二次开发、生产高附加值产品的一条有效途径。

大掺量高钛型高炉渣实心砖的研制

首次将支持向量机算法应用于优化胶凝材料的组成,建立了胶凝材料组成与28 d耐压强度的数学模型,并成功应用于实践,试制出高钛高炉渣掺量达80%以上的MU15矿渣实心砖,为攀钢高钛型高炉渣利用提供一条新的途径。数学模型的建立也为今后高钛型高炉渣生产矿渣砖提供一条新的材料设计途径。

利用粉煤灰和废玻璃粉制备新型墙体材料的研究

以粉煤灰、废玻璃粉及水玻璃为原料,通过烧结发泡工艺进行了新型轻质墙体材料的正交试验制备研究。分析了粉煤灰用量及焙烧时间对材料性能的影响,确定了影响材料性能的主次因素以及最佳制备工艺参数。研究中发现,随粉煤灰用量的增大及焙烧时间的延长,材料的抗压强度、抗折强度及吸水率均增大,但材料的密度则随粉煤灰用量增加而增大,随焙烧时间延长而降低。材料制备中原料配比是影响材料性能的主导因素,而焙烧时间则为次要因素。进行了材料制备条件的优选,并在此基础上进行了新型墙体材料试制。产品强度高,质量轻,且吸水率低。当粉煤灰用量分别为50%,新型墙体材料强度可以分别达到普通烧结砖MU30强度标准等级,而密度则降低近1/2。

高含量赤泥烧结砖的研究

对不同坯体配方的赤泥烧结砖样品进行物理性能测试,分析了烧结温度和黏土含量对烧结砖的影响。结果表明,以赤泥作为主要原料生产烧结砖是可行的,制得的烧结砖具有烧成温度低、所用赤泥量大的优点,并能得到抗压强度20 MPa以上,吸水率18%以下,符合GB 5101—2003《烧结普通砖》要求的赤泥烧结砖。采用黏土20%、赤泥80%的配比既能满足生产要求,又能大量利用赤泥,并且烧成温度比较低,是一种优化方案。

固化湖泊淤泥烧结砖的性能与微结构

以固化湖泊淤泥为主要原材料,采用真空挤压塑性成型技术制备并经烧结得到小样砖.对原材料进行理化性能分析发现,少量固化剂的加入并未明显改变淤泥的塑性指数、氧化物组成、矿物组成等,但对成型性能有一定的影响.测试并比较了湖泊淤泥、固化湖泊淤泥实验室小样砖坯体的干燥线性收缩、烧结后小样砖的体积密度、吸水率、强度、导热系数、抗冻性等.研究发现,当固化淤泥掺量为90%,煤渣掺量为10%时,可制备出坯体干燥线性收缩为5.42%,成品吸水率为18.2%,强度为15.8 MPa的小样砖,其综合性能较未经固化处理的湖泊淤泥烧结小样砖略差.采用SEM和MIP等测试手段对其微结构进行研究,结果表明,固化淤泥烧结小样砖与相同煤渣掺量的湖泊淤泥烧结小样砖相比,其微观结构更为疏松,未被玻璃相包裹的颗粒及未被填充的孔隙更多,孔隙率较大是导致其强度较低、吸水率较高的主要原因,但同时,其导热系数略低.2种烧结小样砖均具有好的抗冻性.

工艺参数对陶瓷透水砖性能影响的研究

采用煤渣、废瓷粒等工业废渣为骨料,以石灰石、白云石、长石、高岭土、石英和瓷石粉的混合料为高温粘结剂制备陶瓷透水砖,研究工艺参数对透水砖性能的影响。结果表明,随着煤渣用量的增加或成型压力的降低,透水砖的透水性能提高而机械强度降低。通过DTA-TG分析确定了在800℃保温4 h的优化烧成制度,有效避免了黑心和变形缺陷的产生。FE-SEM显微照片表明,合理的煤渣颗粒级配能使煤渣粗颗粒间形成孔径为0.5～1.5 mm的大气孔,而煤渣颗粒本身由于其中可燃物燃烧形成了孔径为数十个微米的微孔,这种特殊的结构赋予透水砖强度高、透水好的性能。

利用生活垃圾焚烧发电厂炉渣制备免烧砖的研究

在对广州李坑生活垃圾焚烧发电厂炉渣的成分和特性分析的基础上,进行了利用该炉渣制备焚烧炉渣免烧砖的初步研究,探讨了不同激发剂(Na2SiO3、Na2SO4、NaOH)对焚烧炉渣免烧砖性能的影响,分析了焚烧炉渣砖的环境安全性。研究结果表明,当焚烧炉渣和Na2SiO3的掺量分别为原料总量的70%和5.5%时,28 d抗折强度和抗压强度分别达3.24 MPa和20.56 MPa,其重金属溶出量符合GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类水要求。这为城市生活垃圾焚烧炉渣的高效资源化利用提供了一种技术途径。