论文部分内容阅读
将铁尾矿磨细作为混凝土掺合料已经成为铁尾矿利用的一种新途径。本文针对铁尾矿粉活性低、对混凝土力学性能及耐久性能影响不明确等问题,开展了以铁尾矿为基料,以磷渣、石灰石为辅料制备铁尾矿基复合掺合料(TPCA)的技术研究,并研究了掺TPCA复合掺合料混凝土的性能。运用数学最小二乘法研究分析了不同粉磨时间下铁尾矿粉及其28d抗压活性指数之间的关系;引入有效粉磨时间Q(min),从细度组合、原料配比、粉磨工艺及助磨剂四个方面对TPCA的活性提高技术及粉磨能耗降低技术进行了研究,并利用激光粒度分析、RRB方程拟合等手段研究了梯级粉磨顺序、梯级粉磨时间对采用梯级粉磨工艺制备的TPCA的粒度分布特征及胶砂活性指数的影响。研究结果表明:铁尾矿的活性随着粉磨时间的增加,具有增长不明显的特性。梯级粉磨制得的TPCA体系的工作性能及力学性能均优于单独粉磨和混合粉磨;将易磨性较差而活性较好的磷渣预先粉磨有利于TPCA粉料中磷渣细颗粒含量的增加,提高其整体活性;合理的粉磨时间有助于提高TPCA粉料颗粒分布的均匀性,提高胶砂流动度;适量的助磨剂三乙醇胺有助于提高TPCA粉料的细度,降低粉磨能耗。在Q=42.5min,原料配比铁尾矿:磷渣:石灰石=6:3:1,三乙醇胺掺量为0.04%时,利用梯级粉磨工艺制得的TPCA流动度比为100%,28d抗压活性指数为82%。采用TPCA配制了强度等级为C20~C55的预拌混凝土,并对比研究了掺TPCA与Ⅱ级粉煤灰、S95级矿渣粉复合掺合料混凝土的强度与耐久性。结果表明:掺入30%的TPCA可配制出C20~C55强度等级的混凝土,TPCA对混凝土强度的影响与与Ⅱ级粉煤灰相当,但低于S95级矿渣粉;掺入20~40%的铁尾矿基复合掺合料的混凝土的抗碳化、抗氯离子渗透和抗冻等耐久性能,略低于Ⅱ级粉煤灰与S95级矿渣粉复合掺合料的的混凝土,但影响并不明显。通过复合胶凝材料水化热、浆体强度、X射线衍射测试(XRD)和扫描电镜测试(SEM),对比研究了铁尾矿粉和TPCA在复合胶凝材料水化硬化过程中的水化机理。研究表明:铁尾矿粉自身具有微弱的水化活性,而TPCA的水化活性相比铁尾矿粉则显著提高,且其水化活性的发挥主要体现在水化后期。