钒钛磁铁矿带式焙烧机球团质量提升工艺研究及实践

攀钢西昌带式焙烧机生产线是国内第一条钒钛矿带式焙烧机球团生产线,投产后成品球平均抗压强度偏低,单个成品球团矿平均抗压强度≥1950 N。本文从原料结构、造球工序、带式焙烧机工艺操作等方面分析原因,采取的优化措施包括:控制原料中TiO_(2)质量分数≤12%、V_(2)O_(5)质量分数≤1%、Al_(2)O_(3)质量分数<2.0%、MgO质量分数<1.8%,精矿粒度-200目占比75%~80%,碱度应控制0.6倍左右,膨润土配比应适当降低至1.2%~1.4%,生球粒度10~12.5 mm占比≥60%;重力除尘灰配比>1.5%,或者烧结机头除尘灰配比>1.5%;焙烧机工艺操作制度为鼓干段温度300~330℃、抽干段温度370~390℃、预热温度梯度500℃→1200℃、焙烧段温度1230~1240℃、大烟罩内氧质量分数17.3%~18.0%。工艺优化后,单个球团平均抗压强度约2348 N,达到了考核指标;排放烟气中烟尘含量2.54 mg/Nm^(3)、SO_(2)含量3.13 mg/Nm^(3)、NO_(x)含量41.42 mg/Nm^(3)、基准氧含量17.54%,均满足国家排放标准。

分布系数对陶粒混凝土力学性能的影响

陶粒作为轻骨料,在建筑、桥梁等工程应用方面显示出巨大的优势。为研究分布系数对陶粒混凝土力学性能的影响,开展了不同分布系数对碎石型、球型陶粒混凝土抗压强度、劈拉强度的试验研究;建立了分布系数与抗压强度、劈拉强度的极值分布模型。研究结果表明:随分布系数的增大,抗压强度、劈拉强度均呈现先增大后减小的规律,当分布系数分别为0.3,0.35时,碎石型、球型陶粒混凝土抗压强度最大,当分布系数为0.35时,陶粒混凝土劈拉强度均最大;建立的强度模型实测值与预测值的相对误差在6%以内,模型精度高;可为轻骨料混凝土配合比设计提供依据。

若干因素对多孔透水混凝土性能的影响

研究了若干因素如骨料级配与粒径、骨灰比、水灰比、外加剂及搅拌工艺等对多孔透水混凝土的空隙率、透水系数与抗压强度等性能的影响.结果表明:骨料粒径与级配、骨灰比是影响多孔透水混凝土空隙率、透水系数与抗压强度的关键因素;水灰比对多孔透水混凝土的性能影响较小;减水剂、硅灰及聚合物乳液等外加剂可改善多孔透水混凝土的性能;水泥裹石法搅拌工艺对多孔透水混凝土的透水系数影响不大,但能使其抗压强度提高、空隙率下降.

混凝土气孔结构对其强度及界面过渡区的影响

为便于高性能混凝土引气剂的开发和应用,采用定量体视学图像分析法,测定掺有9种引气剂的混凝土28 d气孔结构参数,运用灰色关联分析方法,研究不同范围孔径对混凝土抗压强度的影响,并采用显微硬度仪对混凝土界面过渡区进行了测试分析.结果表明：各范围孔径与抗压强度的关联性均为负；但不同的范围孔径对混凝土28 d抗压强度的影响有所不同,混凝土总孔隙率相近条件下,增加10～200 μm范围孔径的气孔孔隙率,减少200～1 600 μm范围孔径的气孔孔隙率,使气孔的平均孔径及平均间距系数减小,混凝土的界面过渡区宽度缩短,显微硬度提高,有利于减小因引气而造成的抗压强度损失.

矿渣微粉对混凝土气体渗透性及强度的影响

结合汞压力测孔法，试验研究了水胶质量比为0．25-0．35，矿渣微粉掺量为0-60％时高性能混凝土的抗压强度、气体渗透性以及孔结构，并探讨了抗压强度与气体渗透性之间的关系．研究表明：延长28d后的养护龄期能明显提高高性能混凝土抗压强度，矿渣微粉对抗压强度的影响因水胶质量比不同而存在一定差异；对优化高性能混凝土抗气体渗透性能而言，矿渣微粉掺量存在一最佳值；适当延长28d后的养护龄期能明显提高混凝土的抗渗透性能；90d龄期时，矿渣微粉对高性能混凝土孔隙率总体上影响不大，但能细化孔径，增加无害孔、少害孔的总比例；矿渣微粉高性能混凝土抗压强度与气体渗透系数间的线性相关性较差，相关系数仅为0．75。

再生混凝土的物理与力学性能试验研究

为了研究再生混凝土的基本性能,以某项目中服役预应力混凝土电杆为再生粗骨料来源,进行物理性能试验。以再生粗骨料取代率为设计参数,制作4组立方体标准试块和4组棱柱体标准试块,进行强度试验。测定再生粗骨料的表观密度、堆积密度、吸水率和含水率等物理性能指标,获取立方体抗压强度、轴心抗压强度、泊松比和弹性模量等力学性能指标,并引入取代率影响因子,修正再生混凝土强度指标之间的换算关系和弹性模量计算公式,研究结果表明:随着取代率的增加,强度总体上呈现出"中间大,两头小"的变化趋势;再生混凝土的泊松比、弹性模量变化幅度较小,处于工程误差允许范围之内;修正后的强度指标换算关系表达式和弹性模量的计算式简单实用,拟合优度高,分别达到了0.994和1.000。

配合比及养护制度对活性粉末混凝土强度影响的试验研究

基于最紧密堆积原则的配合比设计及大量试配,得到活性粉末混凝土(RPC)的理论配合比,以胶凝材料、粗骨料、钢纤维、养护制度、龄期为主要变化参数,设计28组边长为100mm的立方体抗压试件,测得其立方体抗压强度及二次抗压强度,在此基础上分析不同因素对抗压强度的影响规律.结果表明:各试件的抗压强度均达到130 MPa以上,且二次抗压强度均可达到110 MPa;RPC的抗压强度随水胶比的增大而减小,随钢纤维掺量的增大而增大;RPC在热水养护条件下的强度较高,龄期的影响较小,RPC在常温养护下的强度随龄期的增长而显著增大.

高温干燥对杨木主要力学性能的影响

探讨了高温干燥对木材抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度和横纹抗压强度的影响,结果表明,木材经高温干燥后的顺纹抗压强度和横纹抗压强度大于气干材。木材的变形随干燥温度的增加而减小,强度随干燥温度的增加而增加。

内外压热应力影响下西气东输二线长输管道变形的有限元分析

管道在输气过程中由于热胀冷缩效应会产生热应力,造成管道伸缩挤压而产生弯曲变形。为此,根据西气东输二线的现场实际资料,建立了进出压气站管道热应力有限元模型,应用Ansys有限元分析软件,计算分析了管道在内外压及输气温度作用下的管道应力及应变的分布规律:①温度变化对管道应力影响较大,管道应力随输气压力的增加而增加,管道外壁压力对管道应力及变形影响较小;②管道内外壁温差对管道应力影响较大,管道两端有固定墩约束时,应力随温度的增加而增大,管道一端有固定墩约束时,应力随温差的增加而逐渐减小;③管道内外壁温差较小、管道两端有固定墩约束时,应力随输气温度的增加而明显增大;④管道内外壁温差较小、管道一端有固定墩约束时,应力随输气温度的增加变化不大。因此,管道进出站场时,应在适当的距离增加弯头,使热应力有效分散到弯管处,并增加固定墩保护,以保证管道及站场设备安全及正常生产。

纳米粉煤灰夹心砌块的研制

利用纳米材料、水泥、粉煤灰等主要原材料,加入适量外加剂,中间填入废弃聚苯乙烯泡沫,通过自然养护方法研制出纳米粉煤灰夹心砌块这一新型墙体材料。依据粉煤灰混凝土空心砌块的设计要求,设计砌块块型。根据正交实验方法,以砌块抗压强度为主要指标,优化砌块配合比参数,研制出了具有承重、保温隔热等多重功能的新型砌块。

常温及-30℃至-120℃间冻融循环作用混凝土受压强度试验研究

通过常温及-30℃至-120℃间冻融循环作用混凝土的试验,得到混凝土超低温冻融循环下受压强度的变化规律。结果表明,经历冻融循环作用的混凝土破坏形态基本同常温,但冻融循环上限温度时不再呈对顶棱锥状;冻融循环作用导致的混凝土受压强度恶化主要集中于初期,随冻融循环次数继续增加则影响较小;冻融循环作用上下限温度时的混凝土受压强度变化规律相似,不同冻融循环工况下混凝土受压强度在冻融循环开始时相似,但随后有所不同。

环糊精改性聚羧酸系减水剂的制备与性能

以丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)、马来酸酐接枝β-环糊精(MAH-β-CD)和甲基烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)为原料,通过水溶液自由基共聚制备了β-CD改性聚羧酸系减水剂(MPC)。考察了反应物摩尔比、引发剂用量、反应时间及反应温度对减水剂性能的影响。当单体摩尔比n(AA)∶n(MAS)∶n(MAH-β-CD)∶n(APEG)=5∶0.5∶0.1∶1、引发剂过硫酸铵(APS)用量为单体总质量的5%、反应温度为90℃、反应时间为5 h时,所得减水剂性能较好。应用结果表明,掺MPC后水泥净浆流动度可达306 mm、初凝时间为440 min、减水率达32.2%。SEM和强度测试结果表明,掺有MPC的水泥石的结构更加紧密匀质,孔洞更加微小,有利于混凝土后期结构的发展。

水泥固化/稳定化场地污染土的效果分析

针对目前原位固化/稳定化技术的长效性以及不同污染场地对固化/稳定化处理效果影响的不确定性,通过对比水泥-粉煤灰固化剂处理的污染土在不同固化剂配比下的强度、pH和重金属的浸出随时间的变化情况,研究对比了其在英国两个实际场地修复项目之间的处理效果。涉及的两个污染场地分别位于英国的密德萨斯地区和Castleford,Yorkshire地区,均不同程度地被重金属（Cu、Ni等）和有机物所污染。通过实测现场固化污染土不同时间点的无侧限抗压强度和两种标准（TCLP和BSEN 12457）下的浸出液污染物浓度,给出了两个项目中水泥-粉煤灰固化污染土的强度和pH随时间变化的曲线;计算得出了不同时间点Cu和Ni的固定效率。现场试验结果表明,两种重金属在所有水泥-粉煤灰固化污染土0.08~17 a间的时间点上的固定效率均超过99.4%;最后,通过比较两个项目中在不同时间点所测得的强度、浸出等数据,验证了水泥固化污染土在工程实例中长达17 a的有效性。

不同矿井煤样变形破裂过程中的电荷感应实验研究

采用单轴压缩煤电荷感应信号测试系统,研究了不同矿井煤在不同加载速度下变形破裂过程中的电荷感应规律。研究结果表明,煤样在加载初期即有电荷感应信号,随着应力水平的增加,不断有电荷感应信号产生,且信号幅值不断增加,在应力峰值前后电荷感应信号最强,信号也最为丰富,煤样主破裂发生后仍有明显的电荷信号,但信号幅值较小;在煤样应力发生突变时有较强的电荷感应信号产生;抗压强度越高、冲击倾向性越强的煤样,电荷感应信号也越强,信号越丰富,持续时间越长;加载速度越大,所产生的电荷感应信号越强。电荷感应信号与煤的变形破裂和煤样类型有一定关系,可以用电荷感应信号反映煤的破坏程度。

硼掺入量对含硼金刚石单晶热稳定性的影响

在铁基触媒原材料中添加不同含量的六方氮化硼,采用粉末冶金方法制备片状触媒,在六面顶压机上合成出含硼金刚石单晶。用体视显微镜对金刚石单晶的结构、形貌进行观察,并用电子探针(EPMA)和波谱仪(WDS)分析了金刚石(111)晶面的硼含量,发现金刚石表面有硼元素存在,且其含量随着触媒中掺硼量的增加而变化。在测定了含硼金刚石单晶的静压强度的基础上,采用冲击韧性测定仪和差热分析仪对不同掺硼量触媒合成出的金刚石单晶在空气中的热稳定性进行了系统的对比研究。结果表明,触媒掺硼量对金刚石的机械强度和热稳定性有重要影响,随着掺硼量的变化,其机械强度和热稳定性均存在一个最佳值。

铁矿氧化球团气基直接低温还原粉化行为研究

铁矿氧化球团在还原过程中的破裂、粉化会严重影响生产的正常进行。研究了还原温度和还原气氛对氧化球团直接低温还原粉化性能及还原后球团抗压强度的影响,并以还原后球团内部的LeicaDMRXP显微图片为依据,分析了球团的粉化行为。结果表明:气基直接还原温度从450℃提高到550℃,RDI+6.3和RDI+3.15下降、RDI-0.5上升,当还原温度进一步提高到600℃时,RDI+6.3和RDI+3.15开始回升、RDI-0.5开始降低;H2与H2+CO的体积比升高,RDI+6.3和RDI+3.15上升、RDI-0.5显著下降;温度及气氛对还原球团抗压强度的影响规律与对低温还原粉化率的影响规律相反,即还原粉化率降低时抗压强度升高,还原粉化率升高时抗压强度降低。

土石混合料路用工程力学性质试验

为研究土石混合料的工程力学性质,采用自行研制的大型击实仪对不同粗颗粒质量分数、级配、击实方法及击实功情况下的土石混合料进行系统的击实试验,并对不同粗颗粒质量分数的土石混合料开展了无侧限抗压强度、CBR(加州承载比)及回弹模量试验。试验结果表明:土石混合料的级配在泰勒理想级配范围内,其压实性能最好,且压实过程中,击实功不易太大,否则易使土石混合料的级配退化;在实际工程中,最好选用大型击实法来确定土石混合料的最大干密度,否则会降低压实标准;土石混合料的力学性能较好,且浸水后膨胀量小于一般细粒土的膨胀量。

RP强化骨料水胶比对再生混凝土抗压强度的影响

采用不同水胶比的活性粉末浆液处理再生粗骨料,得到强化骨料,测试了其基本物理性能指标,并用其制备混凝土,测试了3d,7d,14d和28d的抗压强度。试验结果表明,经不同水胶比的RP(reactive powder)浆液强化处理后,再生骨料吸水率降低,表观密度和堆积密度增大,压碎值显著降低,其中以水胶比为0.2的性能最优。抗压强度中只有水胶比为0.2这组略高于未经处理的普通再生骨料组,抗压强度提高不明显。再生混凝土受压破坏中,若骨料破坏明显多于界面破坏,则再生混凝土的抗压强度较高,若界面破坏明显多于骨料破坏,则再生混凝土的抗压强度较低。

混杂纤维自密实混凝土孔结构对抗压强度影响的试验研究

采用压汞法对混杂纤维自密实混凝土进行微观孔结构试验,并进行抗压强度试验,分析了混杂纤维自密实混凝土孔结构的孔隙率、孔径尺寸与级配、孔分布特征与强度的关系,得出混杂纤维自密实混凝土孔结构与抗压强度的关系趋势。研究结果表明,在自密实混凝土中混杂掺入玄武岩纤维和聚丙烯纤维,其微观孔结构的改善对抗压强度的提高有着直接的影响。

废弃混凝土用作再生路面的试验研究

结合湖北省宜昌市东山大道改建项目,将废弃的混凝土面板破碎加工成再生集料,并将再生集料全部替代天然集料用于混凝土生产中.检测分析再生集料的颗粒级配、压碎值、针片状颗粒含量、表观密度和吸水率等工程性质指标,在此基础上通过对不同养护龄期下再生混凝土的抗压强度和抗折强度进行测试,以此分析其力学性能.结果表明,采用废弃混凝土面板再生粗、细集料配制的混凝土强度能达到轻交通等级公路面层对强度的要求;再生集料的压碎值、颗粒级配及坚固性等主要指标均达到水泥混凝土路面材料的要求,吸水率和细集料的含泥量偏大,通过预吸水和筛洗可使其达到路面材料的要求;再生混凝土的坍落度偏小,保水性及和易性较好,能满足现场施工要求;再生混凝土的强度随着龄期的增加逐渐增大,且增大趋势逐渐变缓;再生混凝土的破坏特征与普通混凝土相似,但再生混凝土的抗压强度增长值与龄期的对数不成正比例关系.