金川镍矿混合充填集料胶结充填体强度试验研究

针对金川矿山棒磨砂充填集料存在的成本高和供不应求的矛盾,开展了棒磨砂、戈壁砂和尾砂3种充填集料不同配比的混合集料胶结充填体强度试验研究。通过9组混合充填集料的胶结充填体强度试验和数据分析,揭示了影响胶结充填体强度的因素与规律。研究结果表明:合理添加尾砂的棒磨砂和戈壁砂混合充填料,不仅可以提高充填体强度,而且还能够减小充填料浆的分层和离析,有利于提高充填体整体质量。通过建立神经网络模型,进行不同配比的混合集料胶结充填体强度预测和回归分析,获得了满足金川矿山充填法采矿安全高效生产的充填材料配比:灰砂比为1∶4、料浆浓度大于80.8%、混合集料平均粒径不大于1.692 mm和非均匀系数不小于38.4,由此对应的3 d充填体试块密度不小于2.24 g/cm3。该研究成果为混合集料在金川镍矿充填采矿奠定了基础。     

基于L管试验的似膏体管流水力坡度模型

基于Bingham流变模型和非牛顿流体力学理论,借助L管试验研究了料浆质量分数、砂灰质量比、粉煤灰质量分数对似膏体流变参数的影响,推导了似膏体充填料浆流变参数与料浆质量分数、砂灰质量比、粉煤灰质量分数的回归方程,进而构建出全尾砂似膏体管道输送水力坡度的计算模型.结果表明:似膏体管道输送水力坡度与料浆质量分数成正相关,与砂灰质量比、粉煤灰质量分数呈负相关;环管试验验证了该水力坡度计算模型平均误差为3.30%.     

大红山铜矿粗骨料充填料浆的高浓度判定

高浓度充填是目前主要的充填方式,粗骨料高浓度充填料浆性质复杂、影响因素多,而且某些参数的变化又不易控制,所以粗骨料充填料浆的高浓度判定仍是一大难题.本文结合目前国内外的研究现状给出了粗骨料高浓度充填料浆判定式.采用大红山铜矿废石与分级尾砂为材料进行验证,首先通过级配分析,选用最优配合比(废石∶分级尾砂为7∶3)配置料浆,进行抗离析性、泌水性观察以及坍落度试验,同时计算出高浓度充填料浆判定式对应值,最终选出符合要求的实验组,确定判定式的上下限.实验结果表明本文提出的粗骨料高浓度充填料浆判定式合理,且准确度很高,具有实际应用价值.     

红泥坡铜矿全尾砂/废石充填料浆流变性及充填体强度实验研究

为探明废石掺量、灰砂比、料浆质量分数对红泥坡铜矿充填料浆流变特性、充填体单轴抗压强度的影响规律,开展了不同配比的充填料浆流变与充填体单轴抗压强度实验,得到了充填料浆流变参数及充填体单轴抗压强度值,在此基础上构建了红泥坡铜矿全尾砂-废石复合充填料浆流变模型,并对充填体强度值进行了拟合、预测与分析,结果表明:废石的添加会降低料浆的剪切应力与表观黏度,水泥掺量与料浆质量分数的提高会增加料浆的剪切应力与表观黏度;随着废石掺量的增加,充填料浆"临界质量分数"逐渐增大;两因素交互下,灰砂比与养护龄期的交互作用对充填体强度影响较为显著;灰砂比对充填体强度影响最显著,灰砂比由1:8提升至1:4时,充填体强度增幅最高可达380％.研究结果可为红泥坡铜矿现场充填提供一定的理论支撑.     

红泥坡铜矿全尾砂/废石充填料浆流变性及充填体强度实验研究

为探明废石掺量、灰砂比、料浆质量分数对红泥坡铜矿充填料浆流变特性、充填体单轴抗压强度的影响规律,开展了不同配比的充填料浆流变与充填体单轴抗压强度实验,得到了充填料浆流变参数及充填体单轴抗压强度值,在此基础上构建了红泥坡铜矿全尾砂-废石复合充填料浆流变模型,并对充填体强度值进行了拟合、预测与分析,结果表明:废石的添加会降低料浆的剪切应力与表观黏度,水泥掺量与料浆质量分数的提高会增加料浆的剪切应力与表观黏度;随着废石掺量的增加,充填料浆"临界质量分数"逐渐增大;两因素交互下,灰砂比与养护龄期的交互作用对充填体强度影响较为显著;灰砂比对充填体强度影响最显著,灰砂比由1:8提升至1:4时,充填体强度增幅最高可达380％.研究结果可为红泥坡铜矿现场充填提供一定的理论支撑.     

减水剂下废石全尾砂充填料浆管输阻力计算模型

为优化废石全尾砂胶结充填料浆的流动特性,本文开展了掺有不同水平梯度聚羧酸减水剂的废石全尾砂充填料浆流变实验.研究结果表明:减水剂掺量为0时,料浆的屈服应力随废尾比的增大呈先减小后增大的趋势,料浆的屈服应力随质量浓度的增大而增大.当减水剂掺量为0.1％～0.5％递增时,减水剂大分子之间的物理堆叠作用使屈服应力的最优表征为...     

云南某铅锌矿全尾砂膏体室内实验研究

对云南某铅锌矿采用全尾砂膏体充填方案开展了室内实验研究,分析了全尾砂基本物理化学性质（粒级组成、化学成分）,并进行了全尾砂自然沉降试验、坍落度试验、全尾砂试块单轴强度试验,获得了全尾砂及全尾砂胶结料的自然沉降特性、流动性能、析水性能及强度特性.试验结果显示：全尾砂自然沉降2~3 h后,重量浓度达到72%~76%,需要添加絮凝剂加快沉降;全尾砂胶结料的重量浓度为78%~79%时,坍落度为24~17 cm,基本无析水（1%~0.6%）,充填料呈膏体状态,适合长距离输送;全尾砂膏体配合比在1∶4~1∶12时,28 d单轴抗压强度达到1~4 MPa.室内实验初步表明该矿山可以采用全尾砂膏体充填方案.     

废石尾砂胶结充填试验研究

对废石尾砂胶结充填进行系统试验研究.研究废石尾砂胶结充填集料特性规律,废石尾砂胶结充填体强度与充填材料配比之间关系规律,废石尾砂胶结充填体强度影响性因素试验等,为废石尾砂胶结充填体评价提供一种新试验方法.结果表明:废石尾砂胶结充填体不存在影响胶结体强度的化学反应危害;废石尾砂胶结充填体强度由水泥含量和废石含量决定,水泥及废石含量增加均能有效提高废石尾砂胶结充填体强度;废石尾砂胶结充填能有效减少水泥用量,节约充填成本,同时试验结果也为试验矿山充填配比设计提供参考依据.     

基于坍落度测试的粗骨料充填料浆流动性检验

针对某矿充填法开采,为使充填料浆的流动性满足长距离管道输送形成的充填体力学强度满足采矿生产,需对其流动性进行坍落度测试以确定合理的输送浓度。由试验测试可知,对于相同表观流动性的料浆,随着戈壁料用量比例的加大其浓度也得到提高,戈壁料∶分级尾砂为2∶1、1∶11、∶2的各灰砂比料浆制备输送浓度分别为82%-78%、80%-76%、78%-74%时的管输性能好,相应的坍落度约为25-27 cm、24-27 cm、24-26.5 cm,形成的充填体强度可满足采矿需要。     

全尾砂高浓度充填料浆的流变特性

全尾砂高浓度充填料浆属于高粘塑性非牛顿流体，充填料浆中材料的配比选择、料浆浓度等因素，影响料浆在外加剪切力作用下的流变性质、管路输送中的稳定程度和阻力大小，通过对试验数据的分析，研究全尾砂高浓度充填料浆的屈服应力、触变性、流动曲线、临界雷诺粘、粘度系数和输送阻力等流变特性，为我国在金属矿山应用全尾砂高浓度充填技术提供参考。     

盾构隧道同步注浆浆液配合比优化设计

盾构法施工过程中,盾尾同步注浆对控制隧道轴线上浮和地面沉降起着至关重要的作用.为使盾构隧道同步注浆浆液具有较好的工作性能,选用水泥、粉煤灰、膨润土、砂、水作为原材料,采用正交设计的方法进行试验,探讨了浆液各原材料对浆液稠度、凝结时间、泌水率、7d抗强度等指标的影响规律及同步注浆浆液配比的优化方向.试验表明:水泥是影响凝结时间和抗压强度的主要因素,水泥的加入能够缩短凝结时间、增大抗压强度和降低泌水率;粉煤灰能改善浆液和易性;膨润土有增稠、保水的作用,能提高浆液稳定性,但掺量要控制在一定范围内;砂作为浆液骨料起填充作用,主要影响浆液稠度,砂的用量与浆液稠度大小呈反比趋势;水是影响泌水率的主要因素,用水量增加导致浆液泌水率、稠度增大,凝结时间变长.最优的配合比为:水泥∶粉煤灰∶膨润土∶砂∶水为160∶400∶50∶830∶360,制备的浆液稠度为11~12cm,凝结时间为10~13h,泌水率不高于3%,7d抗压强度不低于2MPa.     

攀枝花尾矿制备透水混凝土的实验研究

以攀枝花尾矿为原料制备透水混凝土,采用填充体积法进行配合比设计,通过投料法和插捣法进行透水混凝土的搅拌成型,考察了水灰比(W/C)、设计孔隙率等对试块性能的影响。结果表明,当设计孔隙率P为15%,水灰比为0.30时试块抗压强度达到最大值29.2 MPa,并且透水系数2 mm/s,能达到一般轻型抗压透水施工要求。     

钢渣-矿渣-氟石膏基胶结材固结铜尾矿性能

水泥作为传统尾矿固结材料造成尾矿充填成本居高不下,而钢渣和氟石膏等工业废渣利用率不高,因此采用其制备钢渣矿渣氟石膏基胶结材来替代水泥,需要对其固结尾矿性能进行研究。通过对不同时间尾矿固结浆体的泌水量及流动度、不同水化龄期抗压强度变化趋势研究,发现钢渣矿渣氟石膏基明显优于P·O 42．5级水泥和中国2种常用尾矿固结剂,其尾矿固结体浸出液3 d后的PH值均在9．0以下,远低于这3种高碱性尾矿固结材料,浸出液氟离子浓度极低,对环境影响小。S EM分析也显示掺钢渣矿渣氟石膏基胶结材的尾矿固结体具有较为密实的微观结构。     

Coupled effect of cement hydration and temperature on hydraulic behavior of cemented tailings backfill

Cemented tailings backfill(CTB) is made by mixing cement, tailings and water together, thus cement hydration and water seepage flow are the two crucial factors affecting the quality of CTB. Cement hydration process can release significant amount of heat to raise the temperature of CTB and in turn increase the rate of cement hydration. Meanwhile, the progress of cement hydration consumes water and produces hydration products to change the pore structures within CTB, which further influences the hydraulic behavior of CTB. In order to understand the hydraulic behavior of CTB, a numerical model was developed by coupling the hydraulic,thermal and hydration equations. This model was then implemented into COMSOL Multiphysics to simulate the evolutions of temperature and water seepage flow within CTB versus curing time. The predicted outcomes were compared with correspondent experimental results, proving the validity and availability of this model. By taking advantage of the validated model, effects of various initial CTB and curing temperatures, cement content, and CTB's geometric shapes on the hydraulic behavior of CTB were demonstrated numerically. The presented conclusions can contribute to preparing more environmentally friendly CTB structures.     

铁矿尾矿的活化及蒸养砖的制备

采用煅烧、磁选工艺对铁矿尾矿的惰性进行改性. 以改性后的铁矿尾矿为原料制备了蒸养砖,实现了对铁矿尾矿的废物利用. 将选矿尾矿与一定量煤粉混合煅烧,使其具有火山灰活性并使尾矿中的矿石矿物转变成磁铁矿. 对煅烧尾矿进行磁选,并检测三氧化二铝和二氧化硅的总溶出率. 以活化磁选后的铁矿尾矿为主要原料,采取干压成型制备了蒸养砖. 结果表明,煅烧后磁选能够将重选尾矿、浮选尾矿中的铁含量分别降低39.41 %和45.10 %,分选出来的铁精矿的品位均在57 %以上. 同时,重选尾矿的火山灰活性提高了近3倍,磁选尾矿的火山灰活性提高近2倍. 制备蒸养砖的最佳配合比为:水泥、建筑砂与尾矿的质量比为1∶1∶8,水料比0.15,石膏掺量为总干物料的2%. 所制得蒸养砖的抗折强度、抗压强度、吸水率、软化系数、干质量损失、干燥收缩率等性能指标都达到了非烧结砖的国标要求.     

C40特细砂混凝土和易性和抗压强度研究

利用邯郸当地的原材料制备C40特细砂混凝土,采用正交设计方法,试验研究了水胶比、粉煤灰取代率、砂率对特细砂混凝土28d抗压强度及和易性的影响。结果表明,粉煤灰取代率是影响混凝土28d抗压强度的最主要因素,砂率是影响混凝土和易性的最主要因素;适当的粉煤灰取代率能提高混凝土28d抗压强度;随着砂率的增加,塌落度大幅下降而强度略有降低;水胶比为0．45,粉煤灰取代率为10％,砂率为30％,通过添加1．2％的高效减水剂可配制出28d强度达59．1MPa、塌落度为60ram的混凝土。     

Properties of Chemically Synthesized Nano-geopolymer Cement based Self-Compacting Geopolymer Concrete(SCGC)

The physical and mechanical properties of self-compacting geopolymer concrete(SCGC) using chemically synthesized nano-geopolymer cement was investigated. Nano-geopolymer cement was synthesized using nano-silica, alkali activator, and sodium aluminate in the laboratory. Subsequently, nine nanogeopolymer cement sbased SCGC mixes with varying nano-geopolymer cement content, alkali activator content, coarse aggregate(CA) content, and curing temperature were produced. The workability-related fresh properties were assessed through slump flow diameter and slump flow rate measurements. Mechanical performances were evaluated through compressive strength, splitting tensile strength, and modulus of elasticity measurements. In addition, rapid chloride penetration test, water absorption, and porosity tests were also performed. It was assessed that all mix design parameters influenced the fresh and hardened properties of SCGC mixes. Based on test results, it was deduced that nano-geopolymer cement SCGC performed fairly well. All the SCGC mixes achieved the 28-day compressive strength in the range of 60-80 MPa. Additionally, all mixes attained 60% of their 28-day strength during the first three days of elevated temperature curing. FTIR and SEM analyses were performed to evaluate the degree of polymerization and the microstructure respectively for SCGC mixes.     

含粗骨料的超高性能混凝土抗压强度的影响因素

使用普通原材料和高性能减水剂成功制备出抗压强度值超过130 MPa的超高性能混凝土,并试验研究了其抗压强度的影响因素.包括水胶比、粗骨料的颗粒粒径、细骨料的细度模数、胶凝材料的掺量、矿物掺合料和钢纤维.结果显示,各因素均对超高性能混凝土的抗压强度有一定影响,尤其是水胶比和矿物掺合料影响显著.当水胶比介于0.21和0.24之间时,超高性能混凝土的抗压强度随着水胶比的增大而降低,但水胶比为0.16的超高性能混凝土抗压强度值反而低于水胶比为0.18的混凝土的抗压强度.硅灰、粉煤灰和矿粉以1∶2∶1的质量比混掺使用最有利于提高超高性能混凝土的抗压强度,28 d龄期时抗压强度值达到138 MPa.