山西灵丘低硅铁尾矿制备加气混凝土的试验研究

来源 :中国循环经济·资源综合利用 | 被引量 : 0次 | 上传用户:joshua0138
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  加气混凝土是以硅质材料(如硅砂、粉煤灰或矿山尾矿等)和钙质材料(如石灰、水泥、矿渣等)为主要原料,通过化学反应方式形成的多孔混凝土,是集隔音、保温、防火、施工方便等优点于一体的新型轻质墙体建筑材料。加气混凝土与普通混凝土相比具有一些不同的特性。普通混凝土是由水泥水化生成的水化产物(凝胶),并主要依靠物理吸附力将集料胶结成整体;而加气混凝土则是由钙质和硅质集料表面发生化学反应生成的水化硅酸盐 CSH和托贝莫来石结晶等将“集料残核”胶结起来形成一个整体。
  铁尾矿是将铁矿石破碎、磨矿、分级,把有价值的精矿选出后排放的固体废弃物,是工业固体废弃物的主要组成部分。随着钢铁工业的迅速发展,铁尾矿在工业废弃物中占的比例也越来越大。据统计,截止2010年我国铁尾矿堆存总量已超过30亿吨。大量堆存的铁尾矿对当地生态环境造成了严重的危害。
  本文以山西灵丘豪洋矿业有限公司铁尾矿为主要原料,成功制备出来铁尾矿加气混凝土,并对加气混凝土的力学性能及微观结构进行了分析。 1.试验原料
  铁尾矿:取自山西灵丘豪洋矿业有限公司,其化学成分见表1,XRD分析结果见图1。从表1中可以看出,全铁的含量较高,其含量达10%以上,对生产加气混凝土具有一定不利的影响。本试验所采用铁尾矿中SiO2含量为54.41%,未达到加气混凝土生产中原料SiO2含量的一般要求(用于生产加气混凝土
  从图7对图6(a)标注区域的分析图谱及定量结果可见,在15.0 千伏时,谱图中含有O、Al、Si、Ca元素的原子数分别为26.18%、2.86%、21.79%、49.17%,与托贝莫来石成分基本相同。
  公司生产的低硅铁尾矿,可以生产A3.5,B06级的加气混凝土,为低硅铁尾矿的开发利用开辟了新途径。磨细的铁尾矿能发生实质性的化学反应,生成加气混凝土制品的主要物相,当存在粒径小于5μm的颗粒的基础之上,还能起物理填充作用,粉磨25分钟的铁尾矿中粒径小于5μm的颗粒占37.85%。在考虑最大限度利用
  尾矿的条件下,铁矿尾矿生产加气混凝土的最优化配比为,铁尾矿:硅砂:石灰:水泥:石膏=40:20:25:10:5,铝粉加入量为0.057%,水料比为0.57。通过XRD及SEM分析可知,制品中有大量的托贝莫来石和C-SH(B)凝胶生成,对提高制品的强度起到了积极的作用。
  (作者单位:北京科技大学)
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