细尾砂胶结膏体充填材料的性能研究

发布时间：2017-10-23 01:12

  本文关键词：细尾砂胶结膏体充填材料的性能研究

  更多相关文章： 细尾砂胶结膏体充填材料 早期微结构 早期强度 固化性能和稳定性能 微观结构分析

【摘要】：本文取以铁矿细全尾砂、铅锌矿溢流尾砂为骨料制备的膏体充填料作为研究对象,采用理论分析、试验研究及微观分析(X-衍射、扫描电镜分析)相结合,以解决充填成本高、细尾砂固化强度低及高硫细尾砂固化稳定性的问题。开展的具体工作及获得的主要成果如下所述:(1)铁矿细全尾砂胶结膏体充填材料早期微结构研究制备4种样品:硅酸盐水泥和复合胶凝材料(75%矿渣粉+15%硅酸盐水泥+5%熟石灰粉+5%硬石膏)浆体及以这两种胶凝材料制备的尾砂膏体,采用X-衍射、电子显微镜来确定早期水化产物和观察固化体早期微观形貌。主要结论:复合胶凝材料更适用于该种高水胶比的尾砂胶结膏体充填料;和硅酸盐水泥相比,复合胶凝材料后期水化产物中存在较多非晶态无定型物质,且水化产物在膏体中易分散,而水泥水化产物易聚团。(2)胶凝材料细度对铁矿细全尾砂胶结膏体充填料固化性能影响固定膏体料浆浓度,改变硅酸盐水泥和复合胶凝材料掺量5%、10%,对比掺机械活化处理的胶凝材料组和掺未处理胶凝材料组的尾砂固化体性能。主要结论:无论硅酸盐水泥或复合胶凝材料,提高细度对尾砂胶结膏体充填料的固化强度有增强效果,尤其早期增强作用更明显;对复合胶凝材料机械磨细处理产生的作用效果优于硅酸盐水泥。(3)早强剂对铁矿细全尾砂胶结膏体充填料固化性能影响固定料浆基础配合比,分别单掺和复掺碱类(CaO、NaOH、Na2O?1.5SiO2)、硫酸盐类(Na2SO4、CaSO4、脱硫石膏)早强激发剂,探究早强剂对尾砂固化体强度的影响。主要结论:早强剂均可提高复合矿渣基胶凝材料(80%矿渣粉+20%硅酸盐水泥)对尾砂的胶结固化能力,早强效果最优组合为NaOH、CaSO4、脂肪酸族减水剂以5%:5%:0.8%(占总胶凝材料百分比)比例复掺:3d抗压强度较未掺组提高73.50%,28d抗压强度提高25.73%;脱硫石膏对固化体抗压强度影响较大,在一定范围内随着脱硫石膏掺量的增加而提高,最佳掺量为15%(占总胶凝材料百分比):3d抗压强度较未掺组提高74.61%,28d抗压强度提高18.31%。(4)铅锌矿溢流尾砂胶结膏体充填料的固化和稳定性能固定膏体料浆浓度及胶凝材料总掺量,取偏高岭土和矿渣等量取代水泥,探究两者对铅锌矿细尾砂固化体强度及稳定性的影响。主要结论:在总胶凝材料一定时,采用偏高岭土等量取代水泥,随着取代率增加,固化体抗压强度基本无变化,但后期稳定性逐渐增强;而矿渣作为取代物,随着取代率的增加,固化体抗压强度呈增长趋势,但对稳定性能的影响呈无规律变化,作用效果明显不如偏高岭土。
【关键词】：细尾砂胶结膏体充填材料 早期微结构 早期强度 固化性能和稳定性能 微观结构分析
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-18
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 尾砂和膏体的定义12-14
• 1.3 国内外尾砂处理方法及存在问题14-16
• 1.3.1 国外研究现状14
• 1.3.2 国内研究现状14-15
• 1.3.3 存在的问题15-16
• 1.4 本论文研究内容及目标16-18
• 2 试验原材料及试验方法18-30
• 2.1 试验原材料18-23
• 2.1.1 尾砂18-19
• 2.1.2 胶凝材料19-20
• 2.1.3 矿渣粉20-21
• 2.1.4 外加剂21-22
• 2.1.5 偏高岭土22-23
• 2.1.6 水23
• 2.2 主要试验设备、操作方法及微观分析方法23-30
• 2.2.1 主要试验设备23-24
• 2.2.2 主要试验操作方法24-29
• 2.2.3 微观分析方法29-30
• 3 胶凝材料种类对铁矿细全尾砂固化体早期微结构的影响30-41
• 3.1 引言30
• 3.2 试验原材料及试验方案30-31
• 3.3 试验结果及分析31-36
• 3.3.1 不同水化龄期的PC、CB浆体的X-衍射分析31-33
• 3.3.2 对比水化反应进行 6h的CPB1和CPB2的微观结构形貌33-34
• 3.3.3 对比水化反应进行 7d的CPB1和CPB2的微观结构形貌34-36
• 3.4 尾砂胶结膏体充填材料抗压强度增强机理探讨36-38
• 3.5 本章小结38-41
• 4 胶凝材料细度对铁矿细全尾砂胶结膏体充填料固化性能影响41-46
• 4.1 引言41
• 4.2 试验原材料及试验方案41-42
• 4.3 试验结果与分析42-45
• 4.3.1 胶凝材料细度对尾砂胶结膏体料浆泵送性能的影响及分析42-43
• 4.3.2 胶凝材料细度和掺量对尾砂胶结膏体固化体强度的影响及分析43-45
• 4.4 本章小结45-46
• 5 早强剂对铁矿细全尾砂胶结膏体充填料固化性能的影响46-59
• 5.1 引言46
• 5.2 无机早强剂对铁矿细全尾砂胶结膏体充填料固化性能的影响46-54
• 5.2.1 试验原材料及试验方案46-48
• 5.2.2 试验结果及分析48-54
• 5.3 脱硫石膏对铁矿细全尾砂胶结膏体充填料固化性能的影响54-58
• 5.3.1 试验原材料及试验方案54
• 5.3.2 试验结果及分析54-58
• 5.4 本章小结58-59
• 6 铅锌矿溢流尾砂胶结膏体充填料的固化和稳定性能59-68
• 6.1 引言59
• 6.2 试验原材料及试验方案59-61
• 6.3 试验结果及分析61-67
• 6.3.1 不同水泥掺量下铅锌矿细尾砂固化和稳定性能61-63
• 6.3.2 偏高岭土对铅锌矿细尾砂的固化和稳定性能的影响63-64
• 6.3.3 矿渣对铅锌矿细尾砂的固化和稳定性能的影响64-67
• 6.4 本章小结67-68
• 7 结论与建议68-70
• 7.1 结论68-69
• 7.2 下一步工作建议69-70
• 参考文献70-73
• 个人简历、在校期间学术论文及参与研究项目73-74
• 致谢74

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本文编号：1080920