钒钛铁尾矿微粉作为掺合料制备预拌混凝土的研究

发布时间：2020-05-08 22:58

【摘要】：以钒钛铁尾矿为研究对象,采用激光粒度分析法、XRD、XRF、SEM等技术手段,从钒钛铁尾矿特性角度提出尾矿制备尾矿微粉的机械力化学活化机理;系统全面地研究出尾矿作为混凝土矿物掺合料应用于混凝土的影响规律,并提出尾矿微粉在混凝土中的应用技术,实现尾矿微粉脱离实验室阶段达到工程应用水平。论文从以下几个方面进行了研究,首先采用机械力活化方式制得尾矿微粉,分析了尾矿微粉的粒度分布、均匀程度及形貌等特性,探究了其矿物特性与活性的规律;其次,将钒钛铁尾矿与矿渣粉、粉煤灰进行活性对比研究,并分析了钒钛铁尾矿微粉胶凝材料水化机理,从水化过程、水化产物、水化速率等方面进行了研究;最后,利用钒钛铁尾矿胶凝材料制备出了耐久性与工作性能符合国家标准规范的C30预拌混凝土。基于以上研究,本文得出以下结论。钒钛铁尾矿的特性分析表明,其矿物组成以铁角闪石、透辉石为主,次要矿物组分为斜长石、绿泥石、云母、钛铁矿,硅铝含量较低。机械力活化40min的钒钛铁尾矿微粉(比表面积为400m~2/kg)制备的胶凝材料效果最佳;同条件下掺入尾矿微粉的胶砂流动度相比掺入矿粉后的没有变化,但比掺入粉煤灰的流动性要好;钒钛铁尾矿微粉在胶凝材料中的用量不宜超过30%,单掺尾矿微粉会大幅降低胶砂块的力学性能,复掺时会降低胶砂块工作性能。通过XRD、SEM、水化热分析等测试方法对复合胶凝材料的水化机理研究发现,尾矿-水泥体系的水化反应体系中增加尾矿的掺量,胶凝材料的水化程度降低;28d龄期内尾矿-水泥体系随着养护龄期的增加,水化产物钙钒石和C-S-H凝胶的量在增加,Ca(OH)_2的含量在降低,而体系内依然有石英和透辉石矿物残留。由此说明少量硅铝质矿物在机械力化学作用下被活化,在胶凝材料体系中能起到二次水化反应,尾矿粉在体系内还起到优化颗粒级配和填充密实的作用。用钒钛铁尾矿微粉制备的混凝土,整体性能良好。最大尾矿微粉掺量为胶凝材料的16%时,C30尾矿微粉预拌混凝土的3d、28d抗压强度分别为13.4MPa和40.3MPa,且工作性能良好。尾矿的掺入大大提高了抗冻融循环能力,抗冻融循环次数为125次,而普通混凝土的抗冻融循环次数为25次;收缩率比普通混凝土仅提高了0.0084%。
【图文】：

研究技术路线

尾矿颗粒形貌
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU528

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本文编号：2655172