铁尾矿粉在水泥基材料中的作用机理

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随着现代化建设的发展,铁矿产量不断上升,与此同时我国的铁尾矿累计量已经近60亿t。铁尾矿不仅占用了大量农用、林用土地,还会污染环境。随着对铁尾矿粉的深入研究,铁尾矿粉在越来越多的领域内发挥着重要作用。为了在建材行业更加综合地利用铁尾矿,本文对铁尾矿粉在混凝土的应用中进行一系列研究。主要成果有:(1)当使用铁尾矿粉充当细骨料取代部分砂时,砂浆流动性会减小,保水性能增强,而砂浆的强度则先增大后减少。当铁尾矿粉取代砂量为8%时,由于铁尾矿粉颗粒细小,铁尾矿粉能填充砂粒间的孔隙,使得整个砂浆体初始密度更高,水泥水化后净浆孔隙率更低,此时的砂浆抗压强度最高。当铁尾矿粉取代砂量为15%时,砂浆抗折强度最大。(2)当铁尾矿粉充当掺合料取代部分水泥时,随着铁尾矿粉取代量的增加,净浆流动性增大,保水性能减弱。而掺入粉煤灰则会使净浆流动性减小,保水性增强。(3)掺入适量铁尾矿粉能增强净浆的强度。当铁尾矿粉掺量为8%时,细小的铁尾矿颗粒还能填充到水泥水化产物凝胶的孔隙,此时的净浆强度最高。而当铁尾矿掺量过高时,水泥水化产物不足,净浆孔隙率开始上升,净浆强度下降。(4)与粉煤灰的复掺、铁尾矿粉的粒径都是影响净浆强度的因素。当粉煤灰与铁尾矿粉复掺且掺量各15%时,净浆强度相对较高。掺入粒径级配良好的铁尾矿粉后,净浆强度更高。(5)通过抗压强度比、活性指数两个指标对铁尾矿活性进行检测,结果表明:铁尾矿粉具备一定活性,但铁尾矿粉火山灰活性比粉煤灰差。铁尾矿粉越细越有利于铁尾矿粉水化活性的发挥。(6)吸水动力学结果表明:在铁尾矿粉取代砂量低于8%,作为掺合料掺入量低于15%时,铁尾矿粉的填充效应发挥的最好,试件的质量吸水率、平均孔径最小,孔均匀性最大,试件最密实,试件此时的强度最高。(7)XRD结果表明:铁尾矿粉的掺入能在前期促进水泥水化,使得试件中Ca(OH)2含量增加。铁尾矿粉中的氧化铝能与Ca(OH)2反应生成铝酸钙。综上所述,铁尾矿粉具有一定活性,可作为掺合料使用到混凝土中,但其掺量不宜大于15%,而且在实际应用中可以与粉煤灰混合使用。
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