川藏铁路石灰石粉–水泥基材料抗低温硫酸盐侵蚀研究

为研究川藏铁路掺石灰石粉混凝土抗低温硫酸盐侵蚀性能,通过对低温硫酸盐溶液浸泡侵蚀和电脉冲低温硫酸盐侵蚀作用下掺不同石灰石粉的水泥基材料的外观侵蚀变化等级、质量评价参数、抗压强度评价参数、孔隙特征以及侵蚀产物的测试,研究了低温环境下石灰石粉掺量对水泥基材料硫酸盐侵蚀行为的影响规律,并建立非单调Wiener随机过程模型对低温环境下石灰石粉-水泥基材料硫酸盐侵蚀服役寿命进行了预测。结果表明:（1）低温环境下硫酸盐浸泡侵蚀反应缓慢,侵蚀周期内,石灰石粉-水泥基试件外观未出现可见剥落、质量持续增加;强度先提高后降低,在侵蚀120d时出现转折;孔隙先细化后劣化,在侵蚀90d时出现转折;在侵蚀180d时有少量碳硫硅钙石生成。（2）电脉冲加速了低温环境下石灰石粉-水泥基硫酸盐侵蚀反应,电脉冲低温硫酸盐侵蚀60d时,试件表面开始剥落,质量和强度下降,内部孔隙劣化。石灰石粉掺量越多,碳硫硅钙石侵蚀破坏就越严重,石灰石粉掺量为40%的试件在侵蚀60d时就有碳硫硅钙石生成,而石灰石粉掺量为10%、20%的试件在侵蚀90d才生成碳硫硅钙石。（3）基于Wiener随机过程的可靠性寿命退化分析表明,电脉冲低温硫酸盐侵蚀作用下掺10%、20%和40%石灰石粉-水泥基材料室内加速侵蚀寿命分别为265d、130d及105d。     

Cl-1和SO42-对生态土侵蚀试验研究

选用NaCl和Na2SO4配制侵蚀溶液浸泡生态土试样,在指定龄期取出土样测定其单轴抗压强度、湿密度和含水率,拍摄对应的微结构图像,从而了解Cl-1和SO24-对生态土的侵蚀机理.研究结果表明:Cl-和SO24-对生态土力学性质的侵蚀非常明显,浸泡在以上离子溶液中的生态土抗压强度均有较大程度的降低;海水对生态土的侵蚀主要来自Cl-和SO42-对其颗粒集聚体之间连接物的溶蚀,对颗粒本身的溶蚀作用相对较小;Cl-对生态土的侵蚀作用比SO42-更为显著;在有海水回灌的地区,使用生态土加固软土地基时,必须采取措施防止海水对生态土的溶蚀.     

金矿尾矿胶结充填用胶凝材料的制备及其性能表征

以矿渣微粉、水泥(P.O 42.5)、粉煤灰、氧化钙和硫酸钙为原料制备早强型尾矿胶结胶凝材料(尾矿胶结料),将尾矿胶结料用于胶结充填中位直径D_(50)为11.3μm的金矿细粒尾矿,表征分析充填试样的力学性能与流动性能。结果表明:相同胶砂质量比和尾矿浆固含量下,用尾矿胶结料胶结固化尾矿的效果优于P.O 42.5水泥;胶砂质量比1∶12时,充填试样28 d抗压强度为P.O 42.5水泥的4.9倍,尾矿胶结料的水化产物量高于P.O 42.5水泥;尾矿胶结料的胶砂质量比为1∶6、尾矿浆固质量分数为70%时,加入0.15%(质量分数)聚羧酸减水剂的充填料浆坍落度为278 mm,其力学性能和充填流动性能均可满足矿山充填要求。     

煅烧高岭土尾矿掺合料砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能研究

研究了煅烧高岭土尾矿作辅助胶凝材料(单掺以及与石灰石复掺)时,其掺量对水泥胶砂强度及抗硫酸盐性能的影响,并通过XRD对其水化产物、抗硫酸盐侵蚀机理进行了分析。结果表明,无论是单掺煅烧尾矿还是与石灰石复掺,其抗压强度都随着掺量的上升而下降,但与石灰石粉复掺有利于水泥砂浆的早期强度。水泥砂浆中掺煅烧高岭土尾矿能显著提高其抗硫酸盐性能,且抗硫酸盐系数随煅烧高岭土尾矿掺量的增加而提高;单掺煅烧高岭土尾矿的抗硫酸盐性能优于与石灰石复掺的样品。微观分析结果表明,随着煅烧高岭土尾矿掺量增加,火山灰反应使硬化水泥浆体中氢氧化钙含量降低,形成了更多的水化产物和较为致密的结构。     

发泡剂及粘结剂用量对铜尾矿轻质材料性能的影响

目的 探索发泡剂和粘结剂的用量对制备材料性能的影响规律,从理论和实际工程中研究铜尾矿的综合利用.方法 测试在不同发泡剂及粘结剂用量下,制备材料的抗压强度、体积密度及导热系数,采用XRD分析制备材料的物相组成,利用扫描电子显微镜SEM分析其形貌.结果 当发泡剂及粘结剂用量分别占铜尾矿质量的4.0％和37.5％时,制备材料的体积密度为0.36 g/cm3,导热系数为0.10 W/(m·K),抗压强度为1.0 MPa.结论 微观分析表明材料的主晶相为α-石英和磷酸盐,α-石英颗粒之间由磷酸盐连接.发泡剂及粘结剂的用量对铜尾矿制备轻质材料的性能有着重要的影响,粘结剂的用量影响制备材料的组成与结构.     

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。     

尾矿粉对充填体力学性能和微观结构的影响

研究掺入尾矿粉对井下充填体和矿渣硅酸盐水泥胶凝材料体系力学性能和微结构的影响,并利用XRD、SEM、MIP等测试手段分析两种体系下水化产物和孔隙结构的变化。研究结果表明:在尾矿粉取代尾矿砂量不超过20%时,充填体的流动性能会因体系中细颗粒尾矿粉的增多而提高;同时,充填体的抗压强度也会随着尾矿粉的掺入呈线性上升,这主要是因为尾矿粉的掺入改善了充填体的孔结构,降低了充填体中大孔径孔隙数量,从而提高了其抗压强度。尾矿粉取代胶凝材料则可以同时降低体系总孔隙率和孔径大小,提高试块的前期强度,但后期强度则会有所降低。     

α—TCP／TECP双相磷酸钙的胶凝特性研究

主要研究了α-Ca3(PO4)2-Ca4(PO4)2O体系胶凝材料的凝结硬化及强度性质。研究表明,在实验条件下,该体系胶凝材料的凝固时间随粉料中TECP质量分数的增加而缩短。硬化体24h抗压强度与TECP质量分数的关系呈凸型曲线关系。当TECP质量分数为20％时,抗压强度最大为37.6MPa。此外,阐述了硬化体的XRD分析和SEM观察。     

不同尺度纤维复合增强水泥基材料的抗氯离子渗透性能

为研究不同尺度纤维复合增强水泥基材料的抗氯离子渗透性能,对单掺和复掺碳酸钙晶须、聚乙烯醇（PVA）纤维的水泥基材料分别进行电通量试验、电镜扫描观测及基本力学性能试验,分析不同纤维尺度、掺量及复合比例对水泥基材料抗氯离子渗透性能和基本力学性能的影响规律,并基于试验结果给出了多纤维复合增强水泥基材料的氯离子侵蚀深度计算模型。结果表明,不同尺度纤维可在不同结构层次上发挥对水泥基材料的增强作用,使得多纤维复合增强水泥基材料的抗氯离子渗透性能明显优于单一纤维增强水泥基材料;多纤维复合材料的抗压强度与氯离子侵蚀深度及电通量大致呈反比例关系;当复合材料的抗压强度提高13.6%时,其氯离子侵蚀深度和总电通量则分别降低39.1%和44.7%;建立的氯离子侵蚀深度计算模型,可用于多纤维复合增强水泥基材料的抗氯离子渗透和侵蚀性能评估。     

矿渣基无机矿物聚合材料力学性能的研究

目的研究各种原材料的掺量对于矿渣基无机矿物聚合材料抗压强度的影响.方法利用矿渣,高岭土,氢氧化钾,水玻璃等原料制备矿渣基无机矿物聚合材料,并通过对比实验,在单独改变某一因素的情况下,研究矿渣基无机矿物聚合材料抗压强度的变化规律.结果随着固液比、高岭土含量、水玻璃含量和氢氧化钾含量的增加,矿渣基无机矿物聚合材料的抗压强度均呈现出先升高再降低的变化规律.结论固液比的大小在一定的范围内不会对抗压强度产生显著的影响.高岭土占固相的质量分数为20%,水玻璃占液相的质量分数为50%,氢氧化钾占固相的质量分数为18%时,材料获得了最佳的力学性能.