铁尾矿物相分析及加气混凝土制备

 研究区域的铁矿尾矿SiO₂质量分数达55.88%, 其成矿地质环境独特而复杂。尾矿的组成以石英、闪石和斜长石为主, 是一种富含硅酸铁的低硅磁铁尾矿。将铁尾矿和硅砂分别粉磨25 和30 min, 在最大限度使用尾矿的条件下, 得出生产铁尾矿加气混凝土的优化方案, 成功制备出干密度为588 kg/m³, 抗压强度为3.99 MPa 的加气混凝土制品。通过XRD 和反应机理的分析结果表明, 成品中主要的物相为水化产物是0.9 nm 托贝莫来石、1.1 nm 托贝莫来石、1.4 nm 托贝莫来石和C-S-H 凝胶, 此外还有铁钙闪石、硬石膏、方解石和水化反应中残留的石英, C-S-H 凝胶作为“黏结剂”和托贝莫来石相互胶结成一个整体, 使制品得到较好的强度。     

蒸压粉煤灰加气混凝土外墙自保温体系研究与应用

研究了蒸压加气混凝土作为外墙保温材料所必须具有的技术条件和能达到的墙体保温效果以及加气混凝土配套砌筑砂浆和抹灰砂浆所必须具有的技术性能.研究结果表明,蒸压加气混凝土是目前国内唯一一种能够满足建筑节能65%设计要求的单一墙体材料,专用砌筑砂浆、抹灰砂浆是解决加气混凝土应用中质量通病的有效手段,加气混凝土单一材料外墙保温体系是一种技术性能、经济效益和社会效益都十分显著的新型墙体节能保温体系.     

利用蒸汽加压混凝土废料去除废水中的Cd(II)

蒸汽加压混凝土废料（AACW）是一种建材工业的废弃物,主要成分中含钙、铝、铁的氧化物,同时由于材料经过发泡具有较大的比表面积.本文以该废料研磨加工的粉末作为吸附剂,研究了废料对中3mg/L含Cd2+废水的去除效果.通过XRF,SEM,XRD手段探究了AACW的结构和性能,并研究了该材料在不同反应条件下对低浓度Cd2+的吸附性能.结果表明,当投加量为10 g/L,吸附时间为90 min时,Cd2+的去除率可达到97%.吸附反应符合Langmuir方程和拟二级动力学方程,且吸附过程中同时存在着物理吸附和化学吸附的机理.此外,AACW对工业污水中Cu 2+、 Pb2+和Zn2+等其它重金属离子表现出广泛的去除效果. 从建筑行业回收的AACW可以作为一种有应用前景的低成本吸附剂去除水溶液中的有毒重金属.     

蒸压加气混凝土砌块专用砂浆配合比的研究

为解决蒸压加气混凝土砌块砌体使用过程中经常出现裂缝的问题,通过正交试验的方法研制蒸压加气混凝土砌块专用砂浆,主要以砂浆稠度、28 d砂浆立方体抗压强度为研究依据,以水泥、砂、粉煤灰、水4个因素为主要研究对象,每个因素取3个水平,分析4个因素在各自水平上对砂浆稠度及28 d砂浆立方体抗压强度的影响。试验结果表明,水用量为砂浆稠度的主要影响因素,砂用量及粉煤灰用量为28 d砂浆立方体抗压强度的主要影响因素。通过综合分析,初步确定了蒸压加气混凝土砌块专用砂浆的配合比,即水泥、砂、粉煤灰、水、羟丙基甲基纤维素、引气剂的用量分别为258、1550、62、279、0.64、0.064 kg/m3。与普通砂浆相比,该砂浆更能满足工程实际的需要,且在节能环保方面具有重要意义。     

非金属矿物聚合材料的制备及性能研究

以偏高岭土、粉煤灰为主要原料,沸石、黏土为辅料,生石灰和钠水玻璃为碱激发剂制备矿物聚合材料.通过正交试验研究了养护温度、养护时间、蒸养时间对抗压强度影响,通过单因素实验研究了生石灰用量、水固比及水玻璃模数对抗压强度影响;并通过红外光谱、X-射线衍射和扫描电镜分析了样品的化学键变化、物相组成及微观形貌.结果表明,最佳的养护条件为养护温度80℃、湿度95%,养护时间72 h,0.8 MPa蒸养8h;生石灰用量、水固比、水玻璃模数的最佳值分别为3%(wt)、0.37、2.3,样品的最大抗压强度为60.8 MPa.     

多孔混凝土成分、孔结构与力学性能关系的研究

采用自动图象分析仪、扫描电镜等现代仪器分析手段，对常压蒸养和高压蒸养的Ｊ型泡沫混凝土（ＪＣ＆ＪＡＣ）、蒸压铝粉加气混凝土（ＡＡＣ）的气孔结构进行观测和定量测试，对最大孔径、孔面密度（单位面积上孔的个数）等进行剖析和比较，得出优质多孔混凝土的胶结材料、成孔物质、制作工艺与孔结构的关系，及其对宏观力学性能的影响。试验结果从化学成分、气孔结构角度，较圆满地解释了常压蒸养Ｊ型泡沫多孔混凝土的力学性能（如抗压强度、比强度等），接近ＧＢ１１９６８－８９《蒸压加气混凝土砌块》标准的原因。     

尾矿砂制备装配式预制保温墙体性能分析

针对我国目前尾矿的环境污染问题,利用尾矿砂作为主要原料制备加气混凝土,通过正交试验设计(L_9(3~4)),运用权矩阵分析不同配比条件下加气砌块的干密度和力学性能.结果表明:水泥用量为150g,石灰用量为96g,尾矿砂用量为420g,水料质量比为0.55时,加气混凝土的性能最优.采用自主研发的稳态平板导热仪测量砌块导热系数,实验结果说明砌块保温性能较好,可用于制备装配式预制保温墙体.最后,对仪器的实用性、创新性以及热电偶标定技术的精确性进行了验证.     

粉煤灰加气混凝土水化产物的种类和微观结构

通过X射线衍射、扫描电镜及能谱分析等方法研究了不同养护条件下粉煤灰加气混凝土制品中水化产物的种类与形貌，并讨论了养护温度条件对水化产物种类与形貌的影响。     

背散射电子图像法分析玻化微珠对加气混凝土的改性机理

作为粉煤灰加气混凝土的主要产物,托贝莫来石晶体量的变化对加气混凝土的强度、干密度和保温性能有一定的影响。通过对普通灰加气混凝土和玻化微珠改性灰加气混凝土BSE图形的分析处理,计算出两种混凝土中晶体和胶体的体积率,发现玻化微珠改性灰加气混凝土的胶体是普通灰加气混凝土的1. 5倍。结合SEM照片分析可知改性后的加气混凝土中托贝莫来石晶体变小,孔隙分布均匀,从而改善了加气混凝土的保温性能。分析结果从微观上解释了玻化微珠对加气混凝土的改性机理,而图像法则为水化产物的定量分析提供了科学依据。     

碱磷渣加气混凝土的微观形貌及水化产物

实验以碱激发磷渣活性的方式制备免蒸压加气混凝土,研究测试了加气混凝土的孔隙率并对孔隙进行了微观形貌分析,运用XRD,SEM,DSC-TG和FTIR等测试方法分析了碱激发免蒸压磷渣加气混凝土的水化产物.分析结果表明:表观密度500~800kg/m3的加气混凝土孔隙率在66.79%~77.06%之间,孔隙呈椭圆形,大小比较均匀,相互联通的孔隙较少,孔径大小在0.5~1.5mm之间.碱磷渣加气混凝土的水化产物主要有水化硅酸钙凝胶、白钙沸石和水化硅铝酸钙,部分水化产物碳化生成了CaCO3.     

灰砂蒸压加气混凝土砌体剪压复合受力性能试验

为了解砌体结构在实际工程中所处的剪压复合的复杂受力状态,作用在砌体上的正应力对砌体的抗剪性能、砌体的剪切破坏形态及其对砌体抗剪强度的影响,对54个小型灰砂蒸压加气混凝土砌体进行静力抗剪试验,通过施加不同的正应力得到相应的抗剪强度;分析其破坏机理,归纳得出剪摩、剪压、斜压等破坏形态,并与砖砌体的破坏形态进行比较;根据试验结果回归分析得到灰砂蒸压加气混凝土砌体的静力剪压相关性曲线,与砖砌体的剪压相关性曲线进行对比分析,得到两者的异同;在静力剪压相关性曲线的基础上,依据变摩擦系数的剪摩理论,提出灰砂蒸压加气混凝土砌体静力抗剪强度的建议公式,并对摩擦系数进行了简化.     

环氧树脂固化动力学及促进剂用量对体系的影响

采用差示扫描量热法（DSC）对高压绝缘拉杆用环氧树脂体系进行固化动力学研究,得到了相应的动力学方程。探究了促进剂用量对树脂体系固化动力学参数的影响,结果表明：随着促进剂用量的提高,体系的固化温度整体呈现逐渐降低的趋势,活化能逐渐减小。当促进剂用量（质量分数）为0.5%时,固化后产物T_g达到最高值106.3 ℃。     

路用水泥改良铁尾矿强度特性研究

为了探讨铁尾矿大规模利用的新途径,以张家口地区铁尾矿为试验对象,通过无侧限抗压强度试验探究水泥改良铁尾矿强度特性。结果表明：水泥改良铁尾矿强度符合相关规范对二级及二级以下公路路面基层、底基层材料的强度要求;水泥改良铁尾矿强度特性与水泥土强度特性相同,其中水泥改良铁尾矿强度与水泥掺量或压实度关系可用幂函数表示,与养护龄期对数的关系可用线时性函数表示;基于试验结果提出一个反应水泥掺量和养护龄期对水泥改良铁尾矿强度影响规律的表征参数且水泥改良铁尾矿强度与表征参数近似呈幂函数关系。该表征参数可用于水泥改良铁尾矿强度预测,具有一定工程应用价值。     

高湿环境中磷尾矿基地质聚合物凝结硬化机理

为解决地质聚合物注浆材料在高湿环境中凝结硬化速率无法控制的问题,利用碱激发粉煤灰和磷尾矿制备地质聚合物注浆材料,研究其在采空区高湿环境中凝结硬化的主控因素。利用傅里叶红外光谱（Fourier transform infrared spectrometer,FTIR）、X射线衍射光谱（X-ray Diffraction,XRD）和扫描电镜 （Scanning electron microscope,SEM）对地质聚合物的凝结过程、硬化结构特征和反应机理进行分析,得出以下结论：地质聚合物注浆材料的凝结硬化受水固比、粉煤灰添加量、激发剂碱浓度和模数的影响,调节地质聚合物的凝结硬化主要利用凝胶体的生成-分布-固化过程。水固比过高凝胶体会被稀释,过低会难以控制凝结时间;适当提高粉煤灰的添加量会促进地质聚合物的凝结;激发剂碱浓度的提高有助于原料中硅铝和钙质溶解,增加凝胶体的生成量,碱过量会导致地质聚合物泛碱;激发剂模数的增大会使浆液中的气体和水分难以排出,降低地质聚合物中各物质间的相互作用,增加地质聚合物的凝结时间。当水固比为0.5~0.75,粉煤灰和磷尾矿的质量比为1~1.2,H2O和Na2O的摩尔比为20~25,碱激发剂模数为1.5~2时,制备的地质聚合物可以满足凝结硬化 的要求。     

有机硅改性水性环氧固化剂固化行为及固化膜热性能

用三乙烯四胺与环氧树脂在丙二醇甲醚中反应制得环氧树脂-三乙烯四胺加成物,经脂肪族缩水甘油醚/γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)对加成物封端,加酸中和及加水分散制得水性环氧固化剂,用傅立叶红外对聚合产物进行结构表征,研究了有机硅烷用量对固化剂的固化行为及固化膜热性能的影响.结果表明:GPTMS的加入使固化剂的固化起始温度及固化反应表观活化能降低,固化反应速率增加,固化膜的热稳定性提高.GPTMS的摩尔分数控制在3%~5%为宜.     

一缩二乙二醇双烯丙基碳酸酯的聚合及性能

研究了一缩二乙二醇双烯丙基碳酸酯(DADC)在引发剂存在下的预聚合和固化反应，测定了不同预聚液的粘度、折射率与反应时间、温度、引发剂类型及用量之间的关系，求得了不同条件下预聚合反应的回归方程和速率常数。用DSC和FTIR分析固化反应过程，确定了固化反应的工艺条件，并制备了复合材料和人造大理石。结果表明：反应温度和引发剂用量是影响预聚合的重要因素，预聚合活化能为133kJ／mo1，固化反应活化能为93．6kJ／mo1，DADC树脂及其复合材料具有良好的综合性能。     

城市污水厂污泥制作蒸压加气混凝土砌块的试验研究

以城市污水污泥为研究对象,将二沉池脱水污泥用生石灰调理至含水率为35%后,进行调理污泥直接制作蒸压加气混凝土砌块可行性的试验研究.将污泥混合粉煤灰、水泥、生石灰等建材后制作砌块成品,同时对砌块的力学性能进行检测.结果表明:调理污泥制作蒸压混凝土砌块具有可行性;在试验砌块中加入5%的城市污泥,制成品符合国家标准(GB11968—2006)要求.该污泥混凝土砌块可以固定污泥中的重金属,制作过程对环境无污染,且节约能源.     

不同替代率石墨尾矿砂混凝土断裂试验

石墨尾矿砂是石墨生产过程中的副产品,堆积过多不仅占用土地资源而且污染环境。为了解决传统混凝土中细骨料砂的替代问题,本文探究不同替代率的石墨尾矿砂混凝土在不同加载速率作用下的断裂性能变化规律。通过不同替代率、不同加载速率下的三点弯曲断裂试验,研究其对尾矿砂混凝土断裂性能的影响,分析其破坏形态、断裂韧度和断裂能。研究结果表明：随着加载速率的提高,石墨尾矿砂混凝土的断裂韧度和断裂能呈上升趋势,加载速率越大、断裂韧度和断裂能越大;石墨尾矿砂的掺入有利于提高混凝土的断裂性能和延性,在石墨尾矿砂替代率为0%~30%的范围内,替代率越高,裂纹延伸速度越缓慢,产生的裂纹宽度越小且断裂韧度及断裂能提升效果越为显著。     

矽卡岩型铜尾矿蒸压制品水化过程及其强度发展

通过对尾矿蒸压制品试块的强度测试、X 射线衍射分析和扫描电镜观察,探讨了矽卡岩型铜尾矿-矿渣-硅砂-熟料-石膏体系的试块在静停期、高温高压蒸养阶段和出高压釜后的常温养护中发生的水化反应,研究了原料中钙质组分和硅质组分掺量变化对反应生成水化产物的种类和数量以及这些水化产物对试块强度的影响。发现蒸压制品制备过程中各个阶段的强度取决于生成的水化产物种类和数量,而水化产物的种类和数量主要取决于原料中钙质组分的含量和硅质组分的含量及存在形式。     

闽西某铅锌尾矿工艺矿物学研究

利用XRD、SEM、MLA自动检测等技术对闽西地区某铅锌尾矿进行工艺矿物学分析,主要进行化学组成、矿物组成、解离度以及主要金属矿物的嵌布特征、元素赋存状态等研究.结果表明:尾矿中硫和铁元素含量较高,品位分别为8.07%和25.90%,具有回收价值,含铁矿物主要是磁黄铁矿、黄铁矿和磁铁矿等;矿石粒度分布较不均匀,但含铁矿物主要是粗颗粒形态,单体解离度高.