【摘 要】
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目的:针对黄河泥沙制备烧结砖成本不具优势,而且制作过程中产生大量污染,以及制备免烧砖反应活性不足,成品强度很难满足要求等问题。开展泥沙活化试验、不同材料配比下的固结凝胶试验和免烧砖性能检测试验,综合考虑性能、经济合理性等因素,通过改进激发剂和胶凝材料配合比等方式确定黄河泥沙免烧砖的最佳制备工艺,制备出符合工程实际应用的免烧砖。方法:（1）预选氯化钙、草酸、硅酸钠、硫酸钙和碳酸钠五种激发剂,分别研究
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目的:针对黄河泥沙制备烧结砖成本不具优势,而且制作过程中产生大量污染,以及制备免烧砖反应活性不足,成品强度很难满足要求等问题。开展泥沙活化试验、不同材料配比下的固结凝胶试验和免烧砖性能检测试验,综合考虑性能、经济合理性等因素,通过改进激发剂和胶凝材料配合比等方式确定黄河泥沙免烧砖的最佳制备工艺,制备出符合工程实际应用的免烧砖。方法:（1）预选氯化钙、草酸、硅酸钠、硫酸钙和碳酸钠五种激发剂,分别研究这五种激发剂对黄河泥沙的固化效果;在此基础上设计复合活化试验,探究同时加入两种激发剂对黄河泥沙的固化效果;对上述试验结果（氯化钙、草酸、氯化钙/草酸2:1和氯化钙/草酸1:1）做拟合处理,结合试验结果与拟合结果得出黄河泥沙最佳激发剂。（2）基于方法（1）得出的最佳激发剂,开展黄河泥沙免烧砖配合比设计。预选硅酸盐水泥、粉煤灰、矿粉、硅灰、生石灰、石膏和土壤固化剂七种胶凝材料,经单因素试验探明各胶凝材料不同掺量对试件性能（抗压强度、吸水率和软化系数）的影响,并确定胶凝材料掺量范围。然后,根据单因素试验结果设计5因素4水平的正交试验,通过分析正交试验结果（7 d、28 d抗压强度、吸水率和软化系数）,确定制备黄河泥沙免烧砖的最佳配合比。（3）基于方法（1）得出的最佳激发剂和方法（2）得出的免烧砖最佳配合比,设计黄河泥沙免烧砖的实验室制备工艺。依据规范JC/T411-2007《非烧结垃圾尾矿砖》测试免烧砖的外观质量、尺寸偏差、抗压强度、吸水率、软化系数和抗冻性能,以此评判黄河泥沙免烧砖是否属于合格品;经检测试验制备的免烧砖强度远超规范要求,因此,研究增加黄河泥沙掺量后免烧砖抗压强度的变化规律,为进一步加大免烧砖中黄河泥沙的占比和降低生产成本提供依据。结果:（1）单一激发剂的提升效果排序为:氯化钙＞草酸＞硫酸钙＞硅酸钠＞碳酸钠;与单一活化相比,氯化钙/草酸的复合活化更易激发黄河泥沙反应活性;拟合结果显示,黄河泥沙经四种激发剂活化,试件28 d抗压强度最大值分别是22.31、19.47、24.09和24.07 MPa,确定氯化钙/草酸（2:1）是活化黄河泥沙的最佳激发剂,掺量为3.32%（质量分数）。（2）免烧砖最优配合比为:水泥:黄河泥沙:粉煤灰:矿粉:硅灰:生石灰=1.00:3.69:0.25:0.81:0.38:0.13。（3）免烧砖混合料的最优含水率为10.76%（质量分数）,免烧砖的最佳成型压力为24.13 MPa;经最佳激发剂和最佳配合比制备的免烧砖各项性能符合规范要求;黄河泥沙掺量为74%（质量分数）时免烧砖的抗压强度为28.00 MPa,仍满足规范中大于25.00 MPa的要求。结论:经最佳激发剂和最佳配合比制备的黄河泥沙免烧砖各项性能符合规范JC/T411-2007《非烧结垃圾尾矿砖》要求,因此,本文研究制备的免烧砖属于合格品,可应用于实际工程。
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