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低硅尾矿加气混凝土蒸养条件下反应机理的研究

王舫  
【摘要】: 尾矿属于矿业固体废物,有数量大、类型多、性质复杂的特点,在我国其利用率非常低,仅达7%。尾矿的资源化,是当代经济与社会发展的重大课题,也是当代科学技术提出的一个新课题。 程潮低硅铁尾矿因其无主要可利用的元素和矿物,而且以长石为主,强度很低,难以进行高附加值利用。用此尾矿生产加气混凝土建筑制品,一般条件下制品质量很难合格。尾矿的活性也不是一成不变的,它可以通过人工手段激活,常用的方法有如下三种:机械磨细法、水热合成法和碱性激发法。 本研究在陈吉春老师研究的基础上,根据上述思路,重点研究了物料配合比、外加剂、蒸压养护方法对低硅尾矿加气混凝土制品性能的影响。经过大量的对比实验,证实了早先研究结论的正确,根据合理级配的原理确定出在石英砂细磨至200目筛余0.6%、尾矿粗磨至200目筛余1.4%的条件下,制品具有较好的性能。筛选出了理想的外加剂WD,实验证明当WD的用量为每m~3混凝土23g时,制品的比强度最大。并最终确定了最佳养护制度:恒温温度为205℃,恒温压力2MPa;升温时间为3h;恒温时间为9h:降温时间为3h。 通过XRD与SEM对试样进行微观测试分析,研究了加气混凝土制品内部的微观结构和水化产物成分的变化。对自然养护的制品水化过程分析的研究表明,尾矿和石英砂表面对于水化产物的主要影响是利于晶胚生成的“基底作用”,基本不参与化学反应,而蒸压温度和压力对低硅尾矿加气混凝土水化产物的结构、形态有着明显的影响,导致两种制品的抗压强度有明显差别。 本课题研究的对象是低硅尾矿制作新型建筑材料,研究的领域较新。研究的方向是尾矿建筑制品在蒸养过程的反应行为规律,可以为生产技术的改进提供理论依据。最终可以实现低硅铁尾矿的高附加值利用和循环利用,减少对环境的破坏。无论从节约资源角度、环境角度、经济角度都有十分重要的意义。


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