粉煤灰基固废胶凝材料流变特性机理研究

为研究适用于高浓度废弃尾矿砂浆充填体的胶凝材料,通过扩展度等试验检测不同粉煤灰掺量下砂浆流变特性,并分析试验方法的适用性;通过检测砂浆微观性质探究粉煤灰基胶凝材料作用机理。结果表明:扩展度与L管模型试验的相关性为0.985,说明扩展度可作为L管的预试验,协同表征砂浆流变性能;掺入10%粉煤灰的砂浆屈服应力降低了13.06%~24.74%,3 d强度提升了40%,7 d强度提升了9.9%,使固废综效得以充分发挥;随粉煤灰含量逐渐增加,浆液离子浓度逐渐降低,导致胶凝颗粒间斥力增加,颗粒更为分散;同时10%掺量粉煤灰的浆液3 d水化放热累计量261.696 J/g,提升了2.9%,孔隙率15.15%降低了4.02%,即粉煤灰的“滚珠”特性一定程度上改善了流动性并提升了硬化体强度。

多固废激发剂优化模型及微观机理分析

采用矿渣粉、粉煤灰、钢渣、石灰、脱硫灰等固废配制尾矿砂充填体激发材料(MSWA)。构建多响应优化模型,分析MSWA原料显著性,开展微观试验探究水化机理。结果表明:多响应优化模型计算误差<2%,可有效反映配比意愿及原料显著性;试验组TS-3意愿值0.812为最优,3 d强度和扩展度分别为0.643 MPa和15.8 cm;3 d强度项中显著因子为水泥熟料(0.629)和钢渣(0.171),扩展度项显著因子为粉煤灰(0.761)。微观试验表明:在矿渣粉和石灰等提供的OH-和SO_(4)^(2-)溶液下,水泥熟料等原料中C_(3)S和C_(3)A迅速水化放热,粉煤灰可促进水化、改善砂浆和易性,且水化产物中C—S—H及AFt等发育良好,会使结构更致密,从而增强充填体的宏观力学性能。