废弃物料对灌浆料力学性能影响的试验研究

为提高铁尾矿砂和固体废弃物的利用率,选用铁尾矿砂部分取代石英砂、粉煤灰和矿渣部分的方式制备水泥基灌浆料。采用正交试验方法,对水胶比、胶砂比、铁尾矿砂掺量、粉煤灰及矿渣掺量五个因素进行研究。试验结果表明:所制备灌浆料的流动度都满足大于260mm的要求且各因素水平对灌浆料抗折、抗压强度产生不同影响。正交试验中,水胶比对灌浆料抗折、抗压强度的影响程度最大,以灌浆料28d抗压强度作为极差分析的主要指标强度,确定28d抗压强度的最优因子水平组合为A1B2C4D1E2,即水胶比0.33、胶砂比1:1.0、铁尾矿砂掺量20%、粉煤灰掺量4%、矿渣掺量为6%。

钢纤维-海泡石纤维优化铁尾矿砂-石英砂混合砂浆性能试验研究

为了在保证经济性的同时改善铁尾矿砂-石英砂混合砂浆的性能,选用钢纤维、海泡石纤维优化混合砂浆,研究了钢纤维、海泡石纤维单掺和以不同比例混掺对混合砂浆工作性能、力学性能和自然干燥收缩率的影响。结果表明,在单掺情况下,海泡石纤维对流动性的负面影响高于钢纤维,两种纤维分别以合适掺量掺入混合砂浆中,钢纤维对抗折强度和28 d自然干燥收缩率的改善效果优于海泡石纤维,而海泡石纤维对抗压强度的改善效果更佳;钢纤维-海泡石纤维以0.50%-1.0%和0.75%-1.0%组合混掺对矿浆力学性能和干燥收缩改善效果最佳。从性能改善效果和经济性角度综合考虑,确定了最优纤维掺量组合,即钢纤维、海泡石纤维掺量分别为0.50%、1.0%。在此掺量组合下,混合砂浆3 d、7 d和28 d抗折强度分别提升了15.8%、13.0%和12.5%,混合砂浆3 d、7 d和28 d抗压强度分别提升了16.2%、14.7%和13.9%,28 d自然干燥收缩率降低了32.8%,且经济性良好,每吨混合砂浆仅增加28.8元左右的成本。

铁尾砂泡沫混凝土的制备及性能

以铁尾砂为细骨料,采用不同掺量的铁尾砂取代天然砂制备目标密度为900 kg/m~3的铁尾砂泡沫混凝土试件,分析铁尾砂掺量对试件干燥收缩率、吸水率、导热系数、抗压强度、劈裂抗拉强度等性能的影响;并采用扫描电镜及图象分析软件分析试件的微观形貌。结果表明:铁尾砂掺量(质量分数)在0~40%范围内,随铁尾砂掺量的增加,泡沫混凝土的干燥收缩率和吸水率下降,导热系数略有增加;泡沫混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度呈先增后减的趋势,铁尾砂掺量20%时抗压和劈裂抗拉强度最高;掺入适量的铁尾砂可改善泡沫混凝土的孔结构,内部孔径趋向均匀,铁尾砂质量分数超过20%时泡沫混凝土的微观结构劣化,这也是导致其力学性能开始下降的原因。

三级耦合技术处理含砷废水工程实例

以某光伏企业为例,以砷为主要考察指标,设计“板框压滤+砷铁共沉淀+活性砂过滤”三级耦合工艺,应用于含砷废水预处理。介绍该工艺技术特点,并给出主要构筑物的技术参数,阐述工艺控制要点及系统运行情况,分析运行效果。工程运行结果表明,该工艺可有效去除总砷,出水水质稳定达标。

6缸柴油机高强度球墨铸铁曲轴的研制

通过成分设计、凝固模拟、铁模覆砂铸造和等温正火复合新工艺应用,研制了一种高强度6缸柴油机球墨铸铁曲轴,分析了其内部质量、显微组织和力学性能.中试结果表明:采用复合新工艺研制的6缸球墨铸铁曲轴,其组织致密,没有内部铸造缺陷;与树脂砂铸造工艺相比,球墨铸铁曲轴的基体组织更均匀,共晶团数增多,晶粒显著细化,基体组织中索氏体比例大于90%,自由渗碳体比例小于1%.6缸球墨铸铁曲轴沿轴向不同位置的平均拉伸强度R_(m)、平均伸长率和基体平均硬度分别为946 MPa、5.6%和287 HB.负荷为2900N·m下,其弯曲疲劳试验加载次数达到10×10^(7)次而未出现裂纹和开裂现象,各项性能指标均超过L6R040301Q曲轴的技术要求,可代替现用的45锻钢和42CrMo锻钢曲轴,成本分别降低44.0%和66.2%.

不同养护方式对铁尾矿砂制备的再生粗骨料性能影响

为了提高铁尾矿沙的利用率,本文采用成球技术使用铁尾矿沙制备粗骨料,将经过界面预处理后的铁尾矿砂采用喷洒预处理液水雾,同时撒入胶凝材料的方式生成骨料颗粒,最后将骨料颗粒进行养护得到再生粗骨料。探究不同的养护方式对再生粗骨料的性能的影响,结合SEM和MIP探究养护方式对再生粗骨料微观形貌和孔结构的影响。结果表明:改进的成球技术制备铁尾矿沙再生粗骨料具有一定的可行性。另外,自然养护条件骨料的性能表现最差,蒸汽养护骨料的压碎指标最小,碳化养护骨料的吸水率最小。从微观结构来看碳化养护的骨料体系结构致密,孔隙和微裂缝含量相对较少,因此骨料吸水率最小;蒸汽养护水化产物含有大量的凝胶状和网状结构的水化硅酸钙、针状钙矾石和少量的氢氧化钙晶体,这是压碎指标小的原因。这些研究结果为铁尾矿沙制备再生粗骨料应用于混凝土的后期服役过程中提供了指导意义。

铁尾矿砂的研究与应用进展

伴随着我国矿产工业的快速发展,铁尾矿砂的排放量激增,目前对铁尾矿砂主要的处理方式仍以消极堆存、填埋为主,这不仅占据了大量土地资源,还造成了严重的环境污染,因此,铁尾矿砂的大规模消纳迫在眉睫。铁尾矿砂是在特定条件下,将铁矿石通过磨细、浮选或磁选等工艺选取“有用部分”后所排放的废弃物。与天然细集料相比,其颗粒较细,棱角分明且更加坚固,可广泛应用于建筑工程,其中,铁尾矿砂的地域差异、原矿组成、品位、粒度及开采选矿提炼工艺等都会对其理化性质产生较大的影响。铁尾矿砂的活性较低,需采用不同活化方法提高其活性,其中,复合活化是最有效的技术。本文针对国内外铁尾矿砂的建材资源化利用及在其他领域的应用展开了综述,归纳了利用铁尾矿砂制备混凝土对力学性能、耐久性等的影响,讨论了其应用于道路功能材料的关键性能,梳理了铁尾矿砂基砖的应用现状,评估了利用其制备地聚合物的可行性,论述了其在制备介孔分子筛及改良膨胀土方面的优势。

纳米偏高岭土对铁尾矿砂再生混凝土氯离子渗透性能影响研究

为综合利用建筑固废,将铁尾矿砂(ITS)和再生粗骨料(RA)分别替代天然粗细骨料,同时将纳米偏高岭土(NMK)等质量替代水泥制作纳米偏高岭土增强铁尾矿砂-再生混凝土,进行氯离子渗透试验,探究纳米偏高岭土对铁尾矿砂-再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响及改善机理。使用扫描电子显微镜(SEM)、压汞法(MIP)等分析纳米再生混凝土抗氯离子渗透性能,结果表明:(1)铁尾矿砂的掺入降低了再生混凝的抗氯离子渗透能力;(2)适配掺量的NMK能显著提高铁尾矿砂再生混凝土的抗氯离子渗透能力。

铁尾矿砂对磷酸镁水泥砂浆性能的影响

由于铁尾矿砂大量堆积带来的环境问题以及河砂资源日益枯竭,探讨将铁尾矿砂代替河砂用于制备磷酸镁水泥(magnesium phosphate cement, MPC)修补砂浆。分析了铁尾矿砂替代天然河砂后对MPC砂浆流动度、凝结时间、强度和干燥收缩的影响规律,并利用XRD和SEM分析了影响机理。结果表明:相较于河砂,铁尾矿砂会造成MPC砂浆流动度降低,可以提高砂浆的抗折强度和抗压强度,但对砂浆凝结时间和干燥收缩影响相对较小;XRD和SEM显示铁尾矿砂对MPC砂浆水化产物基本无影响,但优化了砂浆体系的级配,提高了浆体和骨料界面黏结性能,从而提高了抗折和抗压强度。研究成果有助于促进铁尾矿砂的综合利用。

循环压缩作用下铁尾矿砂混凝土变形破坏试验研究

为了研究循环压缩对不同铁尾矿砂掺量的混凝土疲劳损伤的影响,对铁尾矿砂混凝土开展了拌合物性能和变幅循环压缩试验。结果表明:铁尾矿砂混凝土吸水率均大于普通混凝土且吸水率随掺量增加而增大;铁尾矿砂掺量在40%以内时混凝土流动性较好,且压力泌水率属于可泵送空间;掺有铁尾矿砂的混凝土的循环受压应力-应变曲线由密变疏且变形相对普通混凝土较小;加载变形模量在临近破坏时会突然降低,总输入能和弹性应变能增长速率随着循环受压次数的增加而增大,而耗散能先缓慢增大之后迅速增大。

基于宏-微观测试方法的铁尾矿-沥青界面黏附研究

铁尾矿作为一种新材料加入沥青会产生新的界面,其与沥青的界面黏附性直接影响沥青混合料的路用性能。为揭示铁尾矿-沥青界面黏附的作用机理,通过X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等对铁尾矿砂的化学组成和微观形貌进行分析,运用改进的煮沸试验对沥青在铁尾矿表面的黏附率进行定量分析,并利用分子动力学模拟计算铁尾矿-沥青界面的黏附能,最后基于灰色关联法分析微观测试结果与宏观黏附率的关联度。结果表明:铁尾矿砂、石灰岩和玄武岩的主要化学成分、矿物组成差异较大,铁尾矿砂金属氧化物含量较高,表面存在金属光泽,棱角丰富,铁尾矿与沥青的界面黏附能及沥青在铁尾矿表面的黏附率介于石灰岩和玄武岩之间,微观测试结果与宏观黏附率的关联度排序(从大到小)为表观形貌、CaO+MgO含量、钠长石含量、界面黏附能,可见此铁尾矿与沥青黏附性较好,满足工程要求。研究结果可为铁尾矿在沥青面层的应用奠定基础。

尼日利亚KANO锡钽铁砂矿矿床地质特征与找矿标志

尼日利亚KANO锡钽铁砂矿地处尼日利亚中部乔斯高原腹地,成矿区属乔斯-包奇金、铌钽、锡石等多金属成矿带。矿区内矿体主要赋存于第四纪松散层砂(砾)层、黏土层和黏土(质)砂砾层中,矿体呈长条板状,长1273 m,宽40~250 m,厚0.50~2.78 m,自北向南贯穿整个矿区。矿床为第四纪次生沉积矿产,矿砂主要重砂矿物为锡石、铌铁矿、钛铁矿、锆石、独居石等,成矿物质来源主要为乔斯高原附近的斑状黑云母二长花岗岩和细中粒黑云角闪二长花岗岩风化松散堆积物,随水流进入盆地内沉积,并富集形成的河漫滩型冲积砂矿床。

铁尾砂对蒸压加气混凝土性能影响的试验研究

以不同掺量的铁尾砂取代河砂制备蒸压加气混凝土砌块,分析铁尾砂掺量对试件抗压强度、干密度、干燥收缩、抗冻性和导热系数的影响。结果表明,蒸压加气混凝土砌块抗压强度随铁尾砂掺量的增加出现先增加后减小的趋势,干密度随着铁尾砂掺量的增加逐渐减小。随着铁尾砂掺量的增加,蒸压加气混凝土砌块的干燥收缩值逐渐增加,导热系数逐渐下降。铁尾砂掺量<20%时,可以减小蒸压加气混凝土砌块的冻后质量损失平均值。蒸压加气混凝土砌块的冻后强度损失平均值随铁尾砂掺量的增加逐渐增加。

纳米偏高岭土对铁尾矿砂-再生混凝土抗压性能影响及微观结构分析

为综合利用固体废弃物,以再生粗骨料部分取代天然骨料、以铁尾矿砂部分取代天然砂分别作为粗、细骨料,同时以纳米偏高岭土(NMK)部分取代水泥作为胶凝材料制成铁尾矿砂-再生混凝土(IRC),进行立方体抗压强度试验,探究NMK对IRC抗压强度的影响。利用扫描电镜(SEM)及氮吸附法(BJH)研究再生混凝土微观结构的变化规律。研究结果表明:铁尾矿砂取代率的增加会提高再生混凝土强度变化率,且取代率越大,抗压强度变化率越高;适量掺入NMK可以提高再生混凝土的抗压强度,当NMK取代率为5%时,抗压强度最大;掺入适量的NMK可以通过促进二次水化反应生成大量的C-S-H凝胶,提高砂浆内部及砂浆与骨料之间的密实度,提升界面过渡区强度,优化内部孔隙结构,进而提升IRC的抗压强度。

铁尾矿机制砂中硫含量对C30混凝土性能的影响

铁尾矿机制砂被广泛应用于混凝土中,然而部分铁尾矿机制砂中硫含量过高,可能会造成混凝土膨胀开裂。本文配制了不同硫含量的铁尾矿机制砂混凝土,研究硫含量对混凝土工作性能、力学性能和耐久性能的影响规律,并采用X R D、压汞、SEM等微观测试分析了铁尾矿机制砂中硫含量对混凝土性能的影响机理。结果表明:铁尾矿机制砂中硫含量的增加显著影响混凝土的工作性能;硫含量为2%的C30铁尾矿机制砂混凝土早期强度最高,养护龄期在3 d和7 d时,混凝土抗压强度比空白组分别提升了14.4%、11.7%,其抗碳化性能和抗氯离子扩散能力均优于其他硫含量的混凝土。少量的硫化物可以提供充足的SO42-,激发水泥混合材水化反应的进行;含硫量过高则会导致混凝土中的A Ft和石膏等膨胀性晶体增加,混凝土内部产生较大应力,造成混凝土开裂,对后期强度发展不利,对于铁尾矿机制砂混凝土,硫含量不宜超过4%。

火灾后铁尾矿砂混凝土梁抗弯性能试验研究

为研究铁尾矿砂全部替代天然砂对混凝土梁火灾后抗弯性能的影响,对3根受火45 min和3根非受火混凝土梁进行了静载试验.对比了受火过程中梁内混凝土和钢筋温度分布、梁跨中挠度以及火灾后静载试验荷载-挠度曲线、残余抗弯承载力、破坏形态,验证了平截面假定,分析了铁尾矿砂全部替代天然砂和不同铁尾矿砂混凝土强度对钢筋混凝土梁火灾后抗弯性能的影响.结果表明:铁尾矿砂混凝土梁与天然砂混凝土梁受火过程中混凝土和钢筋温度、跨中挠度无明显差异,受火45 min后满足平截面假定;铁尾矿砂混凝土梁的火灾后残余抗弯承载力与天然砂混凝土梁无明显差异,但破坏时跨中挠度显著增加;不同铁尾矿砂混凝土强度(C30、C40)对梁火灾后抗弯承载力影响不大.

酸激发剂对固废材料活性激发效果的影响

为了探究酸激发剂种类和浓度对固体废弃物的活性激发效果,采用控制变量法,选用三种酸溶液作为激发剂对粉煤灰和矿渣进行活性激发,激发后的粉煤灰和矿渣混合作为胶凝材料取代30%(质量分数,下同)的水泥,选用全铁尾矿砂和全再生骨料两种材料分别作为灌浆料试件的两种细骨料进行试验。试验结果表明:经适量浓度的酸激发剂浸泡激发的固废材料活性得到不同程度的提升;对比全铁尾矿砂试验组和全再生细骨料试验组的强度发现酸激发剂对再生骨料试验组的强度提升效果较好;对于同种细骨料的试验组,盐酸对试件强度提升效果较好。当酸溶液种类相同时,浓度为1%的草酸溶液、1%的醋酸溶液、2%的盐酸溶液对铁尾矿砂试验组的提升效果较好;浓度为1%的草酸溶液、3%的醋酸溶液、1.5%的盐酸溶液的再生骨料试验组提升效果较好。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析发现使用酸激发胶凝材料,试件中石英和钙矾石相对含量上升,说明酸激发能够促进水化反应的进行。

不同应力路径下铁尾矿砂力学性质试验研究

为探究应力路径对铁尾矿砂力学性质的影响,对铁尾矿砂进行了不同应力路径下的三轴固结排水试验,分析不同应力路径下铁尾矿砂的应力-应变特性、抗剪强度、变形特征、割线模量。结果表明:恒围压增轴压应力路径下的试样强度、黏聚力最大,恒轴压卸围压应力路径下的试样强度最小。恒围压增轴压应力路径下的轴向应变随平均有效应力的增加而增大,而卸围压增轴压应力路径下的平均有效应力保持不变,但轴向应变快速增大;恒轴压卸围压应力路径下的轴向应变随平均有效应力的减小而增大。当应力路径转角增大时,其割线模量也增大;当应力路径一定时,割线模量与围压呈正比关系。通过以上研究,可以有效评估其在不同工程条件下的力学性质,为分析尾矿坝的稳定性提供依据。

石英砂培养方式下铁元素对玉米幼苗生长发育的影响研究

用石英砂培养的方法研究铁元素对玉米幼苗生长发育状况的影响,通过测定玉米幼苗地上部质量、地下部质量、总质量、株高、根长、根系条数、叶面积和根冠比等生理指标,探讨缺铁条件下对玉米幼苗生长发育的影响。结果表明:缺铁会导致玉米幼苗株高、总质量、根系长度和根冠比等均下降,但叶片叶面积却大于供铁条件下的幼苗叶面积;缺铁会导致玉米幼苗叶片出现黄化现象,但只是个别植株出现,现象不显著;铁营养对玉米幼苗的生长发育有一定的促进作用,但现象不显著。

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定石英砂中铝、钙、铁含量的不确定度评定

对电感耦合等离子体原子发射光谱法测定石英砂中铝、钙、铁含量的不确定度来源进行了分析,建立了数学模型,对测量过程中样品的称量、标准曲线的变动性、标准溶液、样品溶液的体积、测量的重复性等引起的不确定度分量进行了合理的评定,计算出石英砂中铝、钙、铁的含量分别为:(0.091±0.0014)%、(0.0035±0.00036)%、(0.0055±0.00026)%。从评定结果可以看出,标准工作曲线的变动性、测试重复性对不确定性影响最大。因此在实际工作中,维护好设备的稳定性、选取合适浓度梯度的标准曲线、多次测量可以有效提高测量结果的准确性。