铁尾矿基多固废混凝土抗压性能及微观结构分析

针对铁尾矿堆存困难、综合利用率低和活性低的问题,以铁尾矿钢渣脱硫灰为复合掺合料制备多固废混凝土。通过抗压性能测试,研究复合掺合料掺量、铁尾矿细度对混凝土抗压强度的影响,并利用压汞法(MIP)和背散射电子成像技术(BSE)探究混凝土的微观结构。结果表明:复合掺合料的掺入对混凝土早期抗压强度影响较大,掺量小于20%的混凝土28 d抗压强度与无掺合料组抗压强度基本持平,30%掺量的混凝土抗压强度随铁尾矿比表面积的增大而先增大后减小;掺入复合掺合料和减小铁尾矿细度能够改善混凝土孔结构和提高界面过渡区的密实度。

多元复合掺合料对胶砂力学性能的影响

制备了铁尾矿-煤矸石二元复合掺合料和铁尾矿-粉煤灰-煤矸石三元复合掺合料,研究了复合掺合料的配比和替代率、活化剂的种类(NaOH、Ca(OH)_(2)、Na_(2)SiO_(3))和掺量对胶砂力学性能的影响,采用SEM观察了胶砂的微观结构。结果表明:对于二元复合掺合料,当铁尾矿粉与煤矸石粉的质量比为1∶1时,胶砂的28 d抗压、抗折强度达到最大,抗裂性能较好;对于三元复合掺合料,当铁尾矿粉、粉煤灰、煤矸石粉的质量比为4∶3∶1时,胶砂的28 d抗压强度最大,28 d抗折强度较高,抗裂性能较好;随着三元复合掺合料替代率的增加,胶砂的抗压、抗折强度基本呈降低趋势;活化剂NaOH对胶砂力学性能的改善效果较Ca(OH)_(2)和Na_(2)SiO_(3)好,NaOH的最佳掺量为1.6%。

基于一种尾矿制备高强混凝土用复合掺合料的试验研究

以矿粉、粉煤灰、尾矿微粉为主要粉体材料,通过对矿粉、尾矿微粉进行研磨,且对尾矿微粉采用SEM电镜扫描方法进行微观形貌分析,研究不同比表面积的矿粉、尾矿微粉的胶砂性能及与混凝土外加剂的相容性。根据试验结果,结合各粉体材料独特效应,以尾矿微粉占比为50%固定值,与其他粉体材料按照一定比例进行复配,研发一种高强混凝土用复合掺合料,并以此为基础改善其性能,自主研发一种以高活性、高流变、降粘为特点的易流型高强混凝土用复合掺合料。研究表明:与目前市场销售的一种成品超细复合料相比,易流型高强混凝土用复合掺合料7d和28d活性指数分别提高7%和3%,流动度比提高4%,更能满足高强混凝土强度和工作性的需求;易流型高强混凝土用复合掺合料和成品超细复合掺合料在C70、C80、C90高强混凝土中进行比对,易流型制备的高强混凝土具有良好的和易性,其倒置坍落度筒排空时间明显降低,证明混凝土粘聚性明显改善,混凝土施工性能也得到了提升。

尾矿微粉-粉煤灰复合掺合料试验研究与机理分析

为使尾矿资源化利用更加高效、合理,本研究考察了尾矿微粉微粉掺量和细度对水泥胶砂强度的影响。在此基础上,引入粉煤灰与尾矿微粉形成复合掺合料,探究复合掺合料掺量,复合掺合料中尾矿微粉与粉煤灰的比例对水泥胶砂强度的影响。结果显示:在微粉单掺10%以内时,对胶砂强度影响不大,强度基本保持在对比胶砂的90%以上。当掺量大于10%后,强度明显降低,掺量达到30%以上时,试验胶砂各龄期强度降至对比胶砂的70%以下。将粉磨20min的尾矿微粉与粉煤灰按比例混合制成复合掺合料。经试验与微观分析发现,尾矿微粉与粉煤灰比例从1:0变为2:1过程中,强度出现了明显上升,28d龄期胶砂试块C-S-H和钙矾石含量明显增多,Ca(OH)2含量减少。因此,尾矿微粉与粉煤灰的比例应保持在2:1或以下为宜。

铁尾矿基多元矿物掺和料耦合水化机理分析

为促进固废的资源化利用,解决尾矿堆积带来的环境、安全等问题,以铁尾矿、粉煤灰、锂渣为掺和料替代部分水泥制备复合胶凝材料。通过对材料进行物化分析、力学性能测试,研究铁尾矿、粉煤灰、锂渣三掺在不同配比和不同掺量下对胶砂强度的影响,并分析复合胶凝材料的水化机理。结果表明,在水化反应初期,水泥水化生成水化硅酸钙和钙矾石,提供早期强度;水化反应继续,三掺体系中活性SiO_(2)和Al_(2)O_(3)与Ca(OH)_(2)发生二次水化反应生成大量水化硅酸钙、水化铝酸钙及钙矾石等水化产物,部分未活化铁尾矿中的残余颗粒填充体系孔隙,胶凝材料体系中存在耦合作用,固废协同水化,促进体系强度增加。

高硫尾矿制备复合掺合料及对混凝土性能的影响

通过机械研磨、添加激发剂和化学改性剂,对高硫尾矿进行活性激发并改性,使用高硫尾矿与矿粉协同作用制备复合掺合料,并用于C30混凝土的制备,研究高硫尾矿对混凝土工作性能、物理力学性能和耐久性能的影响。结果表明,当高硫尾矿粉用量不高于胶凝材料总用量的30%时,可以有效改善混凝土的工作性能;混凝土28 d抗压强度随高硫尾矿粉用量的增加而降低,但均可达到同等用量粉煤灰-矿粉组强度,且混凝土长龄期抗压强度仍稳定增长;由高硫尾矿粉制备而成的混凝土具有良好的耐久性能(抗氯离子渗透性能、抗硫酸盐侵蚀性能、抗冻性能)。

铁尾矿基复合掺合料混凝土性能的研究

采用自制的铁尾矿基复合掺合料（TBCA）配制强度等级为C20～C55的混凝土,并对比研究了掺TBCA与II级粉煤灰、S95级矿渣粉复合掺合料混凝土的强度与耐久性。结果表明：掺入30%的TBCA可配制出C20～C55强度等级的混凝土,TBCA对混凝土强度的影响与与II级粉煤灰相当,但低于S95级矿渣粉;掺入20%～40%的铁尾矿基复合掺合料的混凝土的抗碳化、抗氯离子渗透和抗冻等耐久性能,略低于II级粉煤灰与S95级矿渣粉复合掺合料的的混凝土,但影响并不明显。

铅锌尾矿复合掺合料大掺量应用于混凝土的试验研究

为缓解传统混凝土掺合料粉煤灰、矿渣粉的紧缺,实现铅锌尾矿复合掺合料在混凝土的大掺量应用。本试验研究使用铅锌尾矿复合掺合料大掺量代替粉煤灰和矿渣粉配制混凝土,研究不同掺量的复合掺合料对混凝土的工作性能、力学性能和耐久性的影响。试验结果表明,铅锌尾矿复合掺合料掺量在110kg以上会增大混凝土的单位用水量,降低混凝土拌合物的流动性,混凝土的抗压强度随着铅锌尾矿掺量增加而降低,但掺量在120kg时,混凝土的抗压强度与基准混凝土相当。当掺量在110kg以内所配制的混凝土性能均可达到预拌混凝土性能要求,且仍具备优良的耐久性。

铅锌尾矿复合掺合料改性及对混凝土影响研究

研究利用粉煤灰改性制备铅锌尾矿复合掺合料,分析不同掺量铅锌尾矿复合掺合料对混凝土性能的影响。试验结果表明:适量粉煤灰有助于改善铅锌尾矿的粉磨性能和活性指数。当粉煤灰掺量20%,粉磨时间60min时,复合掺合料兼具较高的比表面积和较好的强度活性指数;适量的复合掺合料能改善混凝土的粘聚性、保水性,降低拌合物的泌水,复合铅锌尾矿掺合料对拌合物坍落度改善不明显,当掺量增加到30%时,其坍落度开始下降;复合掺合料不利于混凝土早期强度的增长。但适量的复合掺合料,能提高混凝土后期的强度。