铜尾矿粉在水泥基材料中的作用机理
发布时间：2021-01-22 09:15
为探究铜尾矿粉这一新型辅助胶凝材料在硅酸盐水泥环境下的水化特性和水化硬化作用机理,并进一步探究氧化石墨烯对前述体系的影响,本研究通过一系列的实验研究和理论分析,较为系统地研究了铜尾矿粉在水泥基材料中的作用机制,包括铜尾矿粉磨动力学、颗粒特性和活性研究,单掺铜尾矿粉和双掺石墨烯和铜尾矿粉复合胶凝材料水化动力学特性,力学性能及微观性能影响研究等几个方面。主要研究成果有:粉磨动力学和颗粒特性研究表明,铜尾矿粉的粉磨过程很好地符合Divas-Aliavden粉磨动力学方程,且铜尾矿粉磨效率在90min后趋于零。铜尾矿粉颗粒粒度分布同时服从RRB和Swebrec模型。然而,对于全粒径范围内的球磨铜尾矿粉颗粒,RRB模型在描述颗粒粒径分布方面仍优于Swebrec模型。掺入30%粉磨60min的铜尾矿粉有助于复合粉体材料的初始堆积密度更加接近Fuller曲线。铜尾矿粉的颗粒粒度分布具有分形特征,粉磨时间越长材料越不易破碎。根据灰色理论分析,60min被选作铜尾矿粉最佳粉磨时间。水化动力学特性研究表明,胶凝体系随着铜尾矿掺量的增加,早期放热速率和放热量逐渐减少,随着铜尾矿粉的粉磨时间的增加,早期放热速...
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１铜尾矿粉ＸＲＤ图谱
试验所用铜尾矿粉由中建矿业提供，经６０°Ｃ烘干２４小时后敲碎，过１＿??方孔筛，除去大颗粒及杂质。然后用实验室球磨机分别粉磨１５ｍｉｎ，?３０ｍｉｎ，４５ｍｉｎ，??６０ｍｉｎ，９０ｍｉｎ。铜尾矿粉化学成分、ＸＲＤ、ＴＧ－ＤＴＡ测试结果分别见表２－４，图２－??１和图２－２。??可以看出，铜尾矿粉含有大量的Ｃａ０，Ｓｉ０２和Ａ１２０３，根据ＡＳＴＭＣ６１８－１５??《水泥和混凝土用天然火山灰原料或者煅烧料的标准规格》，火山灰质材料一个??必要条件是Ｓｉ〇２，?Ａ１２０３和Ｆｅ２〇３总量应超过７０％?［１５］，而铜尾矿粉三者总量为??４２．８％，远远没有达到标准要求。ＸＲＤ测试结果（图２－１）说明Ｓｉ〇２主要以钙铁??榴石的形式存在，而非活性Ｓｉ０２的形式存在，总的来说，用于此研究的铜尾矿??粉活性较差。??图２－２为粉磨２ｈ铜尾矿粉热重－插热（ＴＧ－ＤＴＡ）曲线。可以看出曲线分别??在１１０°Ｃ左右、７５０°Ｃ左右、以及９００°Ｃ左右有比较明显的吸热峰。其中，１１０°Ｃ??吸热峰对应自由水的蒸发；７５０°Ｃ和９００°Ｃ左右吸热峰对应于白云石的分解［５３］。??表２４铜尾矿粉的化学成分检测结果（ｗｔ
??根据上述动力学方程以及累积分布曲线（图３－２?），选取六个代表粒径（０．４８，??０．９５，?１．４８，?２．９１，４．５６，和１１．１９哗）作为研宄对象，分别计算出粉磨不同??时间后６种代表粒径的颗粒筛余量，如表３－１。根据式（３－２），对６种代表粒径??下的颗粒筛余量与粉磨时间的关系进行拟合，结果如图３－３，表３－２所示。??图３－３可以看出，各曲线拟合效果较好，说明Ｄｉｖａｓ－Ａｌｉａｖｄｅｎ粉磨动力学方??程也能很好的描述铜尾矿粉的粉磨过程。当粉磨时间相同时，代表粒径越大，对??应粒径颗粒筛余量下降的速度越快，即粉磨速度越大，这说明铜尾矿粉在粉磨过??程中粗颗粒比细颗粒易磨；随着粉磨时间的延长，６种代表粒径的粉磨速度均下??降
【参考文献】：
期刊论文
[1]2016年中国水泥质量分析报告[J]. 崔健,张庆华,戴平,梁慧超,张晓明. 中国水泥. 2017(03)
[2]铜尾矿资源综合利用研究进展[J]. 兰志强,蓝卓越. 矿产保护与利用. 2015(05)
[3]石墨烯/水泥复合材料的制备及电学、压敏性能研究[J]. 马颖,安博星,王丹,章若川,王萌,赵聪. 混凝土. 2015(09)
[4]掺纳米石墨烯片的水泥基复合材料的压敏性[J]. 刘衡,孙明清,李俊,王应军,张小玉. 功能材料. 2015(16)
[5]铜尾矿开发利用现状分析[J]. 汪洋,田键,朱艳超. 环境工程. 2015(S1)
[6]铁尾矿粒度分布与其活性指数的分形研究[J]. 李德忠,倪文,张玉燕. 材料科学与工艺. 2014(04)
[7]转炉钢渣粉粒度分布的分形特征[J]. 贺图升,赵旭光,赵三银,黎载波,杜华机. 硅酸盐通报. 2013(11)
[8]从选铜尾矿中回收钨的选矿工艺研究[J]. 周晓彤,李英霞,邓丽红. 材料研究与应用. 2013(03)
[9]氧化石墨烯对水泥石微观结构及性能的影响[J]. 吕生华,马宇娟,邱超超,巨浩波. 混凝土. 2013(08)
[10]氧化石墨烯增强增韧水泥基复合材料的研究[J]. 吕生华,马宇娟,邱超超,巨浩波. 功能材料. 2013(15)
本文编号：2992969
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１铜尾矿粉ＸＲＤ图谱
试验所用铜尾矿粉由中建矿业提供，经６０°Ｃ烘干２４小时后敲碎，过１＿??方孔筛，除去大颗粒及杂质。然后用实验室球磨机分别粉磨１５ｍｉｎ，?３０ｍｉｎ，４５ｍｉｎ，??６０ｍｉｎ，９０ｍｉｎ。铜尾矿粉化学成分、ＸＲＤ、ＴＧ－ＤＴＡ测试结果分别见表２－４，图２－??１和图２－２。??可以看出，铜尾矿粉含有大量的Ｃａ０，Ｓｉ０２和Ａ１２０３，根据ＡＳＴＭＣ６１８－１５??《水泥和混凝土用天然火山灰原料或者煅烧料的标准规格》，火山灰质材料一个??必要条件是Ｓｉ〇２，?Ａ１２０３和Ｆｅ２〇３总量应超过７０％?［１５］，而铜尾矿粉三者总量为??４２．８％，远远没有达到标准要求。ＸＲＤ测试结果（图２－１）说明Ｓｉ〇２主要以钙铁??榴石的形式存在，而非活性Ｓｉ０２的形式存在，总的来说，用于此研究的铜尾矿??粉活性较差。??图２－２为粉磨２ｈ铜尾矿粉热重－插热（ＴＧ－ＤＴＡ）曲线。可以看出曲线分别??在１１０°Ｃ左右、７５０°Ｃ左右、以及９００°Ｃ左右有比较明显的吸热峰。其中，１１０°Ｃ??吸热峰对应自由水的蒸发；７５０°Ｃ和９００°Ｃ左右吸热峰对应于白云石的分解［５３］。??表２４铜尾矿粉的化学成分检测结果（ｗｔ
??根据上述动力学方程以及累积分布曲线（图３－２?），选取六个代表粒径（０．４８，??０．９５，?１．４８，?２．９１，４．５６，和１１．１９哗）作为研宄对象，分别计算出粉磨不同??时间后６种代表粒径的颗粒筛余量，如表３－１。根据式（３－２），对６种代表粒径??下的颗粒筛余量与粉磨时间的关系进行拟合，结果如图３－３，表３－２所示。??图３－３可以看出，各曲线拟合效果较好，说明Ｄｉｖａｓ－Ａｌｉａｖｄｅｎ粉磨动力学方??程也能很好的描述铜尾矿粉的粉磨过程。当粉磨时间相同时，代表粒径越大，对??应粒径颗粒筛余量下降的速度越快，即粉磨速度越大，这说明铜尾矿粉在粉磨过??程中粗颗粒比细颗粒易磨；随着粉磨时间的延长，６种代表粒径的粉磨速度均下??降
【参考文献】：
期刊论文
[1]2016年中国水泥质量分析报告[J]. 崔健,张庆华,戴平,梁慧超,张晓明. 中国水泥. 2017(03)
[2]铜尾矿资源综合利用研究进展[J]. 兰志强,蓝卓越. 矿产保护与利用. 2015(05)
[3]石墨烯/水泥复合材料的制备及电学、压敏性能研究[J]. 马颖,安博星,王丹,章若川,王萌,赵聪. 混凝土. 2015(09)
[4]掺纳米石墨烯片的水泥基复合材料的压敏性[J]. 刘衡,孙明清,李俊,王应军,张小玉. 功能材料. 2015(16)
[5]铜尾矿开发利用现状分析[J]. 汪洋,田键,朱艳超. 环境工程. 2015(S1)
[6]铁尾矿粒度分布与其活性指数的分形研究[J]. 李德忠,倪文,张玉燕. 材料科学与工艺. 2014(04)
[7]转炉钢渣粉粒度分布的分形特征[J]. 贺图升,赵旭光,赵三银,黎载波,杜华机. 硅酸盐通报. 2013(11)
[8]从选铜尾矿中回收钨的选矿工艺研究[J]. 周晓彤,李英霞,邓丽红. 材料研究与应用. 2013(03)
[9]氧化石墨烯对水泥石微观结构及性能的影响[J]. 吕生华,马宇娟,邱超超,巨浩波. 混凝土. 2013(08)
[10]氧化石墨烯增强增韧水泥基复合材料的研究[J]. 吕生华,马宇娟,邱超超,巨浩波. 功能材料. 2013(15)
本文编号：2992969
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