高硅型铁尾矿对混凝土碳化及抗硫酸盐腐蚀性能的影响
混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究
混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的材料,其性能的优劣直接关系到建筑物的使用寿命和安全性。
然而,在一些特殊的环境条件下,比如工业污染较为严重的地区,混凝土往往会受到硫酸盐的侵蚀,导致其性能下降甚至损坏。
因此,研究混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能对于提高建筑物的耐久性非常重要。
本文将重点介绍混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的研究进展。
一、硫酸盐侵蚀对混凝土的影响硫酸盐是一种常见的化学物质,其在一些工业生产过程和废水中都会存在。
当硫酸盐溶液与混凝土接触时,会引起以下几个方面的影响:1. 钙石膏的生成:硫酸盐与混凝土中的水合硅酸钙反应,形成水合硫酸钙或硫酸钡。
这些产物不仅占据了混凝土孔隙空间,还会破坏混凝土的内部结构,导致强度下降。
2. pH 值的变化:硫酸盐溶液具有较低的 pH 值,与混凝土中的碱性成分发生反应,会导致混凝土碱性减弱,进而降低其抗侵蚀性能。
3. 离子迁移:硫酸盐溶液中的离子会通过水分的迁移,进入混凝土内部。
这些离子的迁移和沉积会引起混凝土的体积膨胀和溶胀,加速混凝土的破坏。
二、提高混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的方法为了提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,许多研究者提出了多种方法和措施。
以下是其中几种常见的方法:1. 添加防蚀剂:通过在混凝土中添加一定比例的防蚀剂,可以减缓硫酸盐对混凝土的侵蚀速度。
防蚀剂可以形成一层保护膜,隔绝硫酸盐的侵入,同时提高混凝土的密实性。
2. 控制混凝土配合比:合理的混凝土配合比可以提高其抗硫酸盐侵蚀性能。
例如,减少水灰比、增加水泥用量等措施可以提高混凝土的致密性和强度,从而增强其抵抗硫酸盐侵蚀的能力。
3. 使用防蚀背衬材料:在混凝土结构的内侧使用防蚀背衬材料,如塑料薄膜或防蚀涂层等,可以有效防止硫酸盐侵蚀。
4. 表面防水处理:在混凝土表面进行防水处理,如使用防水涂料或防水剂等,可以降低硫酸盐的侵蚀速度,延缓混凝土的破坏。
三、混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的评价方法评价混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的方法有很多,常见的包括:1. 质量损失法:根据硫酸盐侵蚀前后混凝土质量的变化,计算质量损失比例。
铁尾矿对普通硅酸盐水泥易烧性的影响 (1)
注 : 表中编号 P 为普通硅酸盐水泥 ; K 为掺加矿化剂 ; 下角标 0 为不掺铁尾矿的试样 ; 下角标 1~ 4 是掺加不同含量 铁尾 矿的试样 , 含量由小到大 .
344
沈
阳
建
筑
工
程
学
院
学
报
第 15 卷
3
3. 1
实验结果分析与讨论
水泥生料热分析
对掺与不掺铁尾矿、 铁尾矿与矿化剂复掺及掺加不同含量铁尾矿试样进行热分析, 结果如
关键词
中图法分类号
铁尾矿是矿山选矿厂采用一定工艺、 机械洗选矿石之后排放的矿物废料, 并用管道输送至 尾矿库存放. 它不但占用耕地 , 造成环境污染 , 而且输送排放需要大量机械设备和电力设施. 据 文献 1 报道, 输送 1 t 尾矿要耗资 2~ 3 元人民币; 处理 1 t 原矿需要 11~ 14 t 水. 这样, 对其 加以利用就显得十分必要 . 我国对硫铁矿
第4期
王金忠等 : 铁尾矿对普通硅酸盐水泥易烧性 的影响
343
所有原料化学成分如表 2.
表1
w ( M ad ) / % 3 28 w ( A ad ) / % 19 80
各原料化学成分
w ( V ad ) / % 33 19 w ( FC ad) / % 43 73 Q / ( kJ∀ kg - 1 ) 28 398 92
水泥生料化学成分 ( 质量分数 w )
Fe 2 O 2. 96 2. 99 3. 29 3. 29 3. 00 2. 97 3. 00 3. 30 3. 30 3. 01 3CaO 41. 40 41. 54 41. 45 41. 82 41. 60 41. 41 41. 55 41. 46 41. 83 41. 61 M gO 2. 71 2. 80 2. 81 2. 82 2. 84 2. 72 2. 81 2. 82 2. 83 2. 85
铁尾矿对混凝土性能的影响
2 2 力学性 能 .
不 同 比例铁 尾矿制 备 的混凝土其 力学 性能见
表 1 。 由表 1 可知 ,混凝 土 试样 的抗压 和 抗折 1 1
强度 随着 铁尾矿 加 入 量 的增 加 呈现 下 降 的趋 势 。 这是 由于随着铁尾 矿用 量的增 加 ,集料 中细颗粒
增多 ,级 配不 合理 ,集料 与水 泥石 间的粘 结程度
2 3 抗碳 化性 能 .
状及发 展 前 景 [ ] 中 国 非 金 属 矿 工 业 导 刊 , J.
20 05,( ) 3—1 . 1 :1 6
不 同 比例 铁尾矿 制备 的混凝 土其抗 碳化性 能
见 表 1 。由表 l 2 2可知 ,掺 加不 同 比例 铁 尾矿 制
[ ]D K ma .j ,R mahn r .E p i - 4 a SK, u rSna a c ada P xlt s y o r oa
Ke wo d i n ri n s c n rt p p r e y r s r l g o ce e o ai o r et s i
尾 矿是在 开采 、分选矿 石 之后排 放的暂 时不 能被利用 的 固体或 粉状废料 ,包 括矿 山尾矿 和选
凝 土对其 性能 的影 响。
1 试 验 1 1 原 料 .
矿 厂尾 矿 。 在 我 国 ,现 有 大 中型 的铁 尾 矿 库 达 4 0多个 ,堆 存 的铁 尾矿达 到 8 0 0亿 t 以上 。 目前
矿物掺合料对水泥砂浆硫酸盐侵蚀的影响及机理_马保国
矿物掺合料对水泥砂浆硫酸盐侵蚀的影响及机理马保国1,罗忠涛1,高小建2,王信刚1,王 凯1(1.武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室,湖北武汉430070;2.哈尔滨工业大学土木工程学院,黑龙江哈尔滨150006)摘 要:通过对20 时5%Na2SO4溶液浸泡的各砂浆试件进行外观观察、强度测试以及矿物成分分析,研究了粉煤灰、矿粉、钢渣单掺及其复掺对水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性能的影响。
研究结果表明:加入矿物掺合料降低了试件的胶凝材料中的C3A 含量,其火山灰反应消耗了大量的水化产物Ca(OH)2,且提高了试件的密实度,对硫酸盐侵蚀具有明显的预防缓解作用;各矿物掺合料的抗硫酸盐侵蚀效果由优到劣依次为:30%粉煤灰,30%粉煤灰+30%矿粉,60%矿粉,30%钢渣+30%矿粉, 30%钢渣>30%矿粉,空白样。
关键词:水泥砂浆;硫酸盐侵蚀;矿物掺合料中图分类号:TU528.01 文献标识码:A 文章编号:1672-7029(2006)06-0046-04Effects and mechanisms of mineral admixtures onsulfate attack of cemen t mortarsMA Bao-guo1,LUO Zhong-tao1,GAO Xiao-jian2,WANG Xin-gang1,WANG Kai1(1.Key Laboratory for Silicate Materials Science&Engi neering of Minis try of Education,Wuhan Uni versity ofTechnology,Wuhan Hubei430070;2.School of Civil Engineeri ng,Harbi n Ins titute of Technology,Harbin150006)Abstract:The appearance observation,strength test as well as mineral composition analysis to wards various mortars dipped in5%Na2SO4solution at20 were carried out,and the functions of single or duplicate mixes of fly ash,slag and steel slag to wards anti-sulfate corrodes were studied.The results show that the mineral admixtures can reduce C3A quantity in the cement material,and the pozzolanic reaction can consume lots of hydration product-Ca(OH)2, Which makes specimens close-grained,has obvious prevention function towards the sulfate corrosion.The anti-su-l fate corrosion effects of various mineral admixtures from finer to poorer in turn are as follows:30%fly ash,30%fly ash +30%slag,60%slag,30%steel slag+30%slag,30%steel slag,30%sla g,the blank type.Key words:cement mortars;sulfate attack;mineral admixtures混凝土结构的抗硫酸盐侵蚀是其耐久性方面中的一个关键问题。
不同矿物掺和料混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究
不同矿物掺和料混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究王晓波;董芸【摘要】硫酸盐侵蚀是威胁工程结构耐久性中比较典型的一种形式.通过实验,研究了不同矿物掺和料混凝土试件在不同浸泡方式和不同侵蚀离子类型作用下的抗硫酸盐侵蚀性能,测定了不同掺和料混凝土在不同侵蚀条件下的各龄期耐蚀系数,并对掺粉煤灰、矿渣粉的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能进行了评价.结果表明:硫酸盐侵蚀环境中存在的镁离子对混凝土破坏作用更大;相较而言,矿渣粉火山灰活性较高,能够较早发挥火山灰效应,使混凝土结构更加密实;与掺30%粉煤灰的混凝土相比,掺30%矿渣粉的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能更好;在工程干湿交替区域,混凝土中不宜掺入粉煤灰,可掺入适量的矿渣粉延缓混凝土受侵蚀破坏作用.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2019(050)005【总页数】5页(P156-159,175)【关键词】硫酸盐侵蚀;耐蚀系数;粉煤灰;矿渣粉;结构强度【作者】王晓波;董芸【作者单位】长江科学院材料与结构研究所,湖北武汉 430010;长江科学院材料与结构研究所,湖北武汉 430010;国家大坝安全工程技术研究中心,湖北武汉430010【正文语种】中文【中图分类】TV431 研究背景硫酸盐侵蚀破坏是一个十分复杂的物理化学变化过程,影响因素多,危害性大,被认为是引起混凝土材料失效破坏的主要因素之一。
鉴于硫酸盐侵蚀的复杂性,自其受到关注以来学者们就未停止过对侵蚀机理的研究[1-2]。
根据硫酸盐侵蚀破坏机理的不同,可将其分为物理侵蚀和化学侵蚀两种破坏形式。
物理侵蚀破坏是指发生在混凝土材料水分蒸发面内部孔隙中,由于水分蒸发孔隙溶液中的硫酸盐结晶析出,产生结晶压力导致混凝土的开裂、剥落现象。
其中混凝土材料与结晶盐之间没有发生过化学反应,所以称之为硫酸盐物理侵蚀破坏[3]。
化学侵蚀破坏是指侵蚀离子与混凝土材料水化产物之间发生化学反应产生钙矾石、石膏等膨胀性物质,最终导致混凝土的开裂、剥落现象[4]。
铁尾矿砂对各种性能混凝土的影响分析
曰 照 迂安 铁尾矿砂 逢西
一石蒺 口 一石蓑 g 一石英
钾长看、 锊长石、 { l 9 长石、 磷转矿、嚣 母 钾长石、 钙长石、 钠长酉、 磷铁矿 钾长石、 钙长石、方 铁矿、方 拇石、离岭丽
钙长石、自篱石、 通阏石
遵化 C f 一石燕 钠餐石
天然砂
松堆密度 ( k g / m。 )
—
1 3 5 O
1 辱 0
4 5
1 3 7 D 1 4 2 0
— — —
1 3 " / 0
1 5 4 目
—
1 昏 O 0
1 6 4 口
4 0
调 节混凝土 强度 ,配置符合要求的混凝土的强度公式 为:
紧密密度 ( k 口 , m )
■ 丁 海 棠 胡 明 玉 杨 东友
随着 经 济 的发 展 ,城 镇 化 建 设 也 在 不 断地 发展 , 混 凝 土 的需 求 量 也越 来 越 大 ,因 此 需要 更 多的 配 制 混 凝 土 的 原 料 用 来 配制 符 合 国 家 标 准 的 混凝 土 。 本 文通 过 分 析 日照 当 地 的铁 尾 矿 砂 的 性 能 ,探 索采 用 铁 尾矿 砂 配 制 符合 国 家标 准 的各 种 性 能 的 混凝 土 ,通 过 分析
(2 ) 粉煤灰 为企业生产的一级粉煤灰 ,4 5 u m筛余 1 2 . 0 % ,需 水量9 5 . 5 % ,比表面 积 ̄6 5 0 m / k g,密度 为
2 . 3 3 g / c m。 。
2 , 矿物组成
矿物组成 童霹矿物 少量矿物
(3 )矿渣粉 为¥ 9 5 级粒 化高炉矿 渣粉 ,其主要 的化 学成分有氧化钙 、二氧化硅、氧化铝 、氧化铁 、氧化 镁、 氧化钾 、氧化钠等 。 (4 ) 粗 骨料为 天然碎石 ,其含砂 量为O . 3 % ,细度 模数 为2 . 9 3,堆积 密度 为1 7 5 0 k g / m。 ,碎 石为5—1 6 mm
铁尾矿粉-硅粉矿物掺合料对混凝土性能的影响
上, 能满足工程要求。
关键词: 铁尾矿粉; 硅粉; 混凝土; 水化特征; 微观结构; 强度; 冻融耐久性
中图分类号: TU528 文献标志码: A 文章编号: 1005-8249 (2023) 06-0041-07
0 85
2 02
0 55
粉混合时, 按照比例进行称量, 然后搅拌10 min,
保证两种矿粉充分混合。
1 2 试验方法
根据试验内容, 分别制备了浆体试样和混凝
土试样。 浆体试样的配合比如表 2, 分别利用两种
复合矿物掺合料按照 15% 和 30% 替代水泥制备复
合矿物掺合料浆体试样。 在按照表 2 进行试样配
43
材料科学
表 2 浆体的配合比
Table 2 Mixing ratio of paste
水泥
MG1 / %
MG2 / %
CP
100
GP1-15
GP1-30
0
—
15
—
—
—
15
—
GP2-15
GP2-30
0
30
—
40
40
—
—
水/ %
40
40
30
40
水泥。 但相比之下, 复合矿物掺合料的掺量 = 15%
时, GP1 - 15 和 GP2 - 15 的累计放热量差别不大;
复合矿物掺合料的掺量 = 30% 时, GP2 - 30 试样的
放热量明显高于 GP1 - 30 试样的放热量, 表明增加
硅粉含量可以提高复合矿物掺合料的活性。
高硅铁尾矿制备高强混凝土的实验研究
实 验 结果 表明 , 两 种 高 硅 型 铁尾 矿 制备 出 的试 块 抗 压 强度 均 可 达 到 1 0 a 上 , 此 0 MP 以 尾矿 用量 达 7 % , 高 了尾 0 提 矿 的综合 利 用 率 。 关键 词 : 矿 ; 强 混凝 土 ; 尾 高 二次 资源 ; 境 保 护 环 中图分 类 号 : U5 83 T 2 .1 文献 标 识码 : A 文 章 编号 :0 0 4 2 (0 10 — 3 9 0 1 0 — 7 6 2 1 )4 0 6 — 3
te h Mi ity o u a i n f C i a fr Hih f c e t n sr f Ed c t o h n o g —E o i in Mi i g a d S f t f Mea n s n n n ae y o t l Mi e ,
rs e tv l.W i 0 e p ciey h t 7 % c n e to al g ,t i y i ce s s t e o rh n ie u i z t n o aln s o tn f ti n s h s wa n ra e h c mp e e sv t iai f ti g . i l o i
Ke r s:r n tiig hg - te gh c n rt y wo d io al s; ih sr n o cee;s c n ay r s u c s;n io me tl rtcin n t e o d r eo re e vrn n a p oe to
本 实 验 借 鉴 活性 粉 末 混ห้องสมุดไป่ตู้ 土【 】 的技 术 路 线 , 制 所
比 , 有节 能 、 具 降耗 的优点 。
土 的细 骨料 。
( )筛 下 部 分 与原 始 粒 级 的矿 渣 ( .~ 2 01 5 mm)原 、 始 粒 级 的水 泥 熟料 ( .~ 0 01 1 mm) 脱 硫 石膏 按 照4 : : 、 02 6
硫酸盐腐蚀对混凝土耐久性的影响
任何优良的材料都必须采取与之配套的施工技术 与工艺,严把施工质量关,许多工程质量事故往 往与施工的组织与控制密不可分。要确保混凝土 质量,必须坚持正确的施工工艺。
比如MNC—SFF型耐腐蚀剂,主要是针对硫酸盐对 酸盐水泥腐蚀而研制的。抗硫酸盐极限浓度为 10000 mg/L,是新一代防腐蚀专用外加剂,在混 凝土中掺人本剂后,能大幅度降低混凝土的渗透 系数,提高混凝土的密实性和抗渗等级,阻止或 减缓了有害离子对混凝土的侵蚀,保证水泥水化 物的稳定性,达到提高混凝土自身防腐和耐久性 的目的。
MgSO4侵蚀是对混凝土侵蚀破坏性最大的一种, 即使硅灰混凝土也难以抵抗MgSO4的侵蚀。其原 因主要是SO42-和Mg2+均为侵蚀源,二者互相叠 加,构成严重的复合侵蚀。
1、外部因素 (1)硫酸根离子浓度 (2)镁离子浓度 (3)氯离子浓度 (4)环境pH值 (5)干湿交替和冻融循环的影响 (6)应力状态
高压蒸汽养护是在高温高压环境下,使混合料中 的钙质成分与硅质成分等发生作用,生成水化产 物,获得一定强度和各种性能。采用高压蒸汽养 护能消除游离的Ca(OH)2,同时C2S(硅酸二钙) 和C3S(硅酸三钙)都形成晶体水化物,比常温 下形成的水化硅酸钙要稳定得多,而C3A(铝酸 三钙)则水化成稳定的立方晶系的C3AH6(六水 铝酸三钙)代替了活泼得多的六方晶系的 C4AH12(水化铝酸四钙),变成低活性状态, 改善了混凝土抗硫酸盐性能。
硫酸盐侵蚀过程中钙矾石、石膏和钙硅石的产生 对混凝土产生膨胀破坏作用,这是引起混凝土腐 蚀破坏的主要原因。反应生成的盐类矿物可使硬 化水泥石中CH和C-S-H等组分溶出或分解,导致 水泥石强度和粘结性能损失。
(1)化学侵蚀:钙矾石结晶型;石膏结晶型;碳硫硅钙石结晶型。
高质量混泥土的抗硫酸盐侵蚀性能分析
高质量混泥土的抗硫酸盐侵蚀性能分析混凝土是建筑中常用的材料之一,其性能对建筑物的耐久性和使用寿命具有重要影响。
在特定环境条件下,混凝土可能会受到硫酸盐的侵蚀,导致混凝土的破坏和损失。
因此,了解混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能对于建筑工程至关重要。
一、硫酸盐对混凝土的损害机制硫酸盐侵蚀是指硫酸盐与混凝土中的水合硅酸钙反应生成溶于水的硫酸钙,导致骨料脱溶和水合硅酸盐胶凝物的溶解,从而引起混凝土的强度降低和体积膨胀。
硫酸盐侵蚀主要包括化学侵蚀和物理侵蚀两个方面。
1. 化学侵蚀主要是硫酸钙与水合硅酸盐反应,生成水合硫酸钙和其他溶解的物质,导致混凝土的骨料脱溶和凝胶溶解,破坏混凝土的结构。
2. 物理侵蚀是硫酸盐侵蚀后产生的溶液溢出混凝土表面,导致混凝土表面的覆盖层剥落和细孔的形成,进一步加速侵蚀的发展。
二、高质量混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能分析1. 水胶比的控制水胶比是混凝土中水与水泥及其他胶凝材料质量比,是混凝土中水的含量的一个指标。
降低水胶比可以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
较低的水胶比可以减少水与水合硅酸钙反应生成硫酸钙的可能性,从而降低化学侵蚀的程度。
2. 使用高性能胶凝材料高性能胶凝材料,如硅烷热塑性聚合物改性材料、粉煤灰掺量适当的高硌石混凝土等,可以改善混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
这些材料能够填充混凝土的细孔和微裂缝,提高混凝土的致密性和抗渗性,从而减少硫酸盐侵蚀的可能性。
3. 控制骨料的选择和质量选择高质量的骨料可以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
抗硫酸盐侵蚀骨料应具有较高的抗溶解和耐久性,能够减少骨料的脱溶和溶解现象,从而降低化学侵蚀的程度。
4. 合理的构造设计在混凝土结构的设计中,应合理确定结构的断面尺寸和覆盖层厚度,保证混凝土结构有足够的抗硫酸盐侵蚀性能。
充分考虑结构受力和使用要求,确保混凝土结构的内部和外部能够有效地抵御硫酸盐侵蚀的影响。
5. 养护和维护适当的养护和维护对于混凝土结构的抗硫酸盐侵蚀性能至关重要。
铁尾矿砂对道路混凝土路用性能的影响
铁尾矿砂对道路混凝土路用性能的影响作者:庄园来源:《科技创新与应用》2016年第06期摘要:研究并分析了铁尾矿砂的物理性能指标,并采用铁尾矿砂替代天然砂,用于道路混凝土的配制。
研究了铁尾矿砂掺量对混凝土工作性、抗压强度、抗压弹性模量、抗弯拉强度、劈裂抗拉强度、抗渗性和干缩性能的影响。
结果表明,随着铁尾矿砂掺量的增加,混凝土坍落度降低,粘聚性和保水性变差。
抗压强度、抗压弹性模量、抗弯拉强度和劈裂抗拉强度逐渐降低,但降幅不大。
铁尾矿砂粒度较细,粉尘含量较高,增加了混凝土的干缩应变,但提高了混凝土的抗渗性能。
关键词:铁尾矿砂;混凝土;路用性能;力学性能;干缩;抗渗铁尾矿砂是选矿厂在铁矿分选作业过程中产生的固体废弃物之一,常采用尾矿库的形式进行堆存处理。
尾矿库通常需筑坝拦截山谷口或在平地起坝,势能较高,在外界环境因素作用下,容易溃坝形成泥石流,威胁人民群众的生命和财产安全[1]。
尾矿库占用了大量的土地资源。
公开资料表明,截止2005年,我国尾矿库占用的土地资源达到1300万亩,而到2010年,该数字将上升到2300万亩[2,3]。
尾矿若未经处理直接堆放于地表或者水源附近,其中的有害组分可能造成严重的水体污染。
同时,铁尾矿砂颗粒较细,当尾矿库自然干涸后,表面的尾矿砂往往随风飘扬,严重污染了库区周围的气候。
2013年发布的《中国资源综合利用年度报告(2012)》指出[4],2011年,我国尾矿产量为15.81亿吨,其中铁尾矿8.06亿吨;而同年的尾矿综合利用量为2.69亿吨,综合利用率为17%。
若每吨铁尾矿砂所需的库区建设和运营管理费用按5元计[5],每年则需投入近80亿元用于铁尾矿的维护。
可见,将铁尾矿砂变废为宝进行综合利用,不仅具有良好的社会效益,而且具有巨大的经济效益。
公路工程通常需要消耗大量的建筑材料,特别是高路基工程通常需要消耗大量的土石方。
若能将铁尾矿砂应用于道路工程,不仅可以消耗大量的尾矿,而且可以大量减少对河砂等自然资源的消耗,在降低公路工程造价的同时,具有良好的社会和环境效益。
铁尾矿砂对C50混凝土力学性能的影响
铁尾矿砂对C50混凝土力学性能的影响王玉雅;韩守杰;韩欣;庄园;张衡【摘要】将铁尾矿作为细集料取代天然砂,研究了铁尾矿砂取代率对C50混凝土力学性能的影响.结果表明:随铁尾矿砂取代率的增加,C50混凝土不同龄期的抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量均逐渐降低;当铁尾矿砂取代率为20%时,C50混凝土的28、60、90 d强度与未掺铁尾矿砂的基准组相比降幅均较小;基准组C50混凝土的拉压比随龄期延长而缓慢增大,而不同铁尾矿砂取代率的C50混凝土拉压比随龄期延长大致呈先减小后增大趋势,28 d后其拉压比与基准组相近.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2018(045)008【总页数】3页(P108-110)【关键词】铁尾矿砂;混凝土;力学性能;拉压比【作者】王玉雅;韩守杰;韩欣;庄园;张衡【作者单位】商丘工学院土木工程学院,河南商丘 476000;商丘工学院土木工程学院,河南商丘 476000;商丘工学院土木工程学院,河南商丘 476000;中设设计集团股份有限公司,江苏南京 210014;中设设计集团股份有限公司,江苏南京 210014【正文语种】中文【中图分类】TU528.0410 引言尾矿属于选矿后的废弃物,是工业固体废弃物的主要组成部分。
据不完全统计,我国累计堆存尾矿600亿t以上,年产出量达到了16亿t,而尾矿综合利用率仅为18.9%,绝大多数尾矿尚未被综合利用[1]。
如此大量废弃物会对库存周围的环境造成严重破坏,并使得一些山区荒漠化严重[2]。
多年来,矿山固体废物堆存导致次生地质灾害频发,也给社会带来了极大的损失[3]。
当前,国内外尾矿的处理方式主要是堆弃、作为道路路基填料或制砖[4-9]。
近年来,将尾矿砂作为细集料制备混凝土已受到学术界和工程界的广泛关注[10-11],但该研究尚处于探索阶段,尤其是尾矿砂对混凝土力学性能的影响规律仍值得进一步探讨。
为提高尾矿综合利用率和附加值,本文将铁尾矿筛分,然后将其掺入混凝土中取代部分天然砂,以研究铁尾矿在混凝土应用中的可行性,并探讨铁尾矿砂取代率对混凝土力学性能的影响。
铁尾矿及添加剂对混凝土性能的影响研究
铁尾矿及添加剂对混凝土性能的影响研究摘要:铁尾矿是一种经过选矿处理的废料,在工业固体废物中占有很大比重。
根据不完全的数据,每年排放的尾矿和废料超过一百亿吨。
目前,国内的尾矿综合利用率仅为7%,而已堆积了十几亿吨的铁尾矿,几乎占据了所有尾矿的三分之一。
因此,铁尾砂的综合利用成为了社会各界普遍关心的问题。
采用铁尾矿代替粉煤灰生产混凝土,探讨了铁尾矿渣对混凝土抗压强度及显微组织的影响。
研究发现,在25%的取代比例下,混凝土的抗压强度可达40.5 Mpa。
同时,还对掺加玻璃纤维的石英、玻璃纤维进行了试验,发现掺入短纤维后,其机械性能和工作性能得到了改善。
关键词:铁尾矿;混凝土性能;影响引言通过对铁尾矿的改性,发现其具有一定的胶凝能力,可以作为水泥的添加剂。
在混凝土中加入适当的活性铁尾矿粉,可以提高其和易性、机械性能、耐久性等性能。
通过对铁尾砂作为水泥混合料进行试验,结果表明,将铁尾砂粉碎后,在50%、30%的掺入量下,对其进行了表征。
研究发现,不同龄期的胶砂活性指标随铁尾矿粉的比表面积增加而增加,但增加的幅度不大,且整体活力较差。
采用铁尾砂代替粉煤灰生产混凝土,探讨了铁尾矿渣对混凝土的抗压强度及显微组织的影响,得出了最佳的替代比。
此外,还对掺入石英、玻璃纤维等掺入混凝土中的效果进行了试验研究。
一、试验方法试验用水泥试件按 GB/T17671-1999配制,试件在3天,7天,28天内用乙醇浸泡,结束水化。
利用 X-射线衍射计(BrukerD8Advance)测定了材料的 XRD光谱.用三思纵横WAW600型电子万能试验机对混凝土进行了抗压强度试验。
利用SEM (SU8010)对其显微组织进行了研究。
二、低成本新型充填胶结材料进展本文通过试验、抗压强度试验、坍落度试验和数值模拟等手段,对水泥砼路面进行了物理参数测试,以分析其对水泥砼路面性能的影响。
不同颗粒大小的铁尾砂对水泥砼路面的作用有一定的影响。
因此,本实验将使用两种不同的颗粒尺寸范围(0.15-0.3毫米和0.3-0.6毫米)的铁尾矿进行研究,其中,铁尾矿的替代率分别为10%,20%,25%,35%,50%,60%[1]。
铁尾矿砂混凝土耐久性能应用研究
铁尾矿砂混凝土耐久性能应用研究发布时间:2021-09-10T08:42:14.933Z 来源:《基层建设》2021年第17期作者:王秋燕段君胜杨恩友郭俊岩[导读] 摘要:随着社会的发展,利用铁尾矿砂制备复合骨料混凝土成为了我国铁尾矿综合利用的新途径。
河北建筑工程学院土木工程学院河北省张家口市 075000摘要:随着社会的发展,利用铁尾矿砂制备复合骨料混凝土成为了我国铁尾矿综合利用的新途径。
用铁尾矿砂代替部分天然砂用于制备混凝土,研究铁尾矿砂混凝土抗冻融循环、抗渗、抗碳化、抗腐蚀等耐久性的影响因素,得到相应的配合比,为实际工程做试验基础。
关键词:铁尾矿砂;天然砂;混凝土;耐久性引言20年来,跟随党和国家战略的指导,中国经济朝着好的方向取得了翻天覆地的变化。
由于我国本身也就是一个基建工业的大国,随着民用建筑和其他基础设施的建设迅猛发展,混凝土粗、细骨料的利用量越来越多,导致了原料供不应求状态逐渐恶化。
天然砂、石紧缺,过度开发采用已经对耕地、河道等产生不可逆转的损害。
尾矿砂是在一定的条件下采矿后并提取有用成分后的剩余产品,当前铁尾矿砂的储存量是众多尾矿资源中最多的一类,经一系列研究发现,铁尾矿砂成分与天然砂相近,能够成为天然砂的理想替代物。
为响应资源合理利用和爱护环境的口号,将铁尾矿砂应用于混凝土中,既可以解决天然砂的资源紧缺问题,又可以达到合理利用铁矿尾料产品、减缓自然超荷的现象。
1 铁尾矿砂混凝土在抗冻融循环方面的应用研究混凝土的抗冻性质主要是指混凝土养护材料成型后,在高温或含水量的状态下,它们能够同时经受多次冰冻和循环作用而不被破坏,强度(即其强度损失在5%以内)也不明显地降低。
抗冻强度等级为以规定的吸水饱和试件,在国家标准测量条件下,经一定时间或次数的冻融循环后.抗冻强度的降低不可能超过标准规定的数值,没有明显损坏和剥落的现象,此时的冻融循环次数为试件的抗冻强度等级。
经多次试验和实践证明,抗冻性越好的材料其冻融循环次数越多,抗冻的等级也越高,抗冻性越好的混凝土用于有季节性冻融循环的地区其耐久性更好。
铁尾矿粉混凝土在荷载与硫酸盐干湿循环耦合作用下的性能劣化机理
铁尾矿粉混凝土在荷载与硫酸盐干湿循环耦合作用下的性能劣化机理席雅允;刘娟红;程立年【期刊名称】《工程科学学报》【年(卷),期】2024(46)8【摘要】铁尾矿粉作为矿物掺合料应用于混凝土有助于固废高值化利用和节能减排,而关于铁尾矿粉混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的研究,大多只考虑了单一条件或者加速条件环境,其在多种环境耦合下的劣化特征尚未得到探究.本文将铁尾矿粉作为矿物掺合料应用于混凝土中,以相对动弹性模量、质量损失率为性能指标,研究荷载-硫酸盐干湿循环耦合作用下铁尾矿粉混凝土劣化过程,探究铁尾矿粉掺量和荷载率对铁尾矿粉混凝土内部劣化的影响,结合扫描电镜(SEM)、X-ray衍射分析(XRD)、压汞(MIP)等微观手段揭示铁尾矿粉混凝土在耦合作用下损伤劣化机理.结果表明:适量铁尾矿粉的掺入有利于其与矿粉的协同水化作用,提高混凝土水化程度和基体密实度,减少硫酸根离子传输路径,提高混凝土抗硫酸盐侵蚀能力;荷载的施加使试块内部微裂纹宽度和数量增加,为硫酸根离子的进入提供更多渗透路径,加速铁尾矿粉混凝土损伤劣化过程;耦合作用使得铁尾矿粉混凝土内部损伤不断累积,在微观上表现为结构的疏松和裂缝的衍生扩展,在宏观上表现为力学性能的衰减和整体结构完整性的下降.【总页数】12页(P1358-1369)【作者】席雅允;刘娟红;程立年【作者单位】北京科技大学土木与资源工程学院;北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室;北京科技大学城镇化与城市安全研究院【正文语种】中文【中图分类】TU528.1【相关文献】1.混凝土在干湿循环与硫酸盐侵蚀作用下的劣化机理分析2.硫酸盐干湿循环下再生复合微粉混凝土的劣化机理3.硫酸盐-干湿循环耦合作用下高分子修复剂对混凝土自愈合性能的影响机理4.硫酸盐侵蚀与干湿循环耦合作用下混凝土劣化行为的研究因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
铁尾矿混凝土力学性质及耐久性
铁尾矿混凝土力学性质及耐久性
龚新亚;刘颖
【期刊名称】《矿产综合利用》
【年(卷),期】2024(45)2
【摘要】这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。
为了研究铁尾矿混凝土在受硫酸钠溶液干湿循环作用后的力学特性和耐久性,开展了受硫酸钠溶液侵蚀混凝土的抗压实验、抗氯离子侵蚀实验、抗冻实验和水化特性实验,分析不同铁尾矿掺量、干湿循环次数、溶液浓度对混凝土力学性质和耐久性的影响。
结果表明:在铁尾矿掺量为30%、干湿循环次数为60次和硫酸钠浓度为5%时,混凝土的质量损失率较小而抗压强度耐腐蚀系数较大。
随着铁尾矿掺量的不断增大,混凝土的抗氯离子侵蚀性能、抗冻性能越好,水化反应放热量不断减小。
【总页数】7页(P89-95)
【作者】龚新亚;刘颖
【作者单位】无锡南洋职业技术学院建筑工程与艺术设计学院;无锡太湖学院智能建造学院工程管理系
【正文语种】中文
【中图分类】TD989;TU421
【相关文献】
1.铁尾矿粉混凝土力学性能与耐久性分析
2.铁尾矿砂掺量对混凝土力学性能、耐久性及水化特性的影响研究
3.全铁尾矿骨料混凝土的工作性、力学性能及耐久性能
研究4.硫铁矿尾矿矿渣改良混凝土力学性质与耐久性5.铁尾矿砂再生混凝土的力学及耐久性能研究
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铁尾矿砂混凝土力学性能研究进展
铁尾矿砂混凝土力学性能研究进展发布时间:2021-05-06T15:36:07.730Z 来源:《建筑实践》2021第3期作者:董昊松何源翟潇吴烨枫马啸[导读] 铁尾矿砂是铁矿石选矿后的废弃物,以铁尾矿砂作为细骨料配制而成的混凝土称为铁尾矿砂混凝土董昊松何源翟潇吴烨枫马啸华北理工大学建筑工程学院河北唐山 063210摘要:铁尾矿砂是铁矿石选矿后的废弃物,以铁尾矿砂作为细骨料配制而成的混凝土称为铁尾矿砂混凝土,将铁尾矿砂混凝土应用于工程中,不仅解决了混凝土用天然砂短缺的问题,又能实现铁尾矿再利用,解决尾矿的危害,因此研究铁尾矿砂混凝土的力学性能十分必要。
关键词:铁尾矿砂;混凝土;力学性能铁尾矿砂是铁矿石选矿后的废弃物,以铁尾矿砂作为细骨料配制而成的混凝土称为铁尾矿砂混凝土,研究其基本力学性能,可为工程应用提供参考,这不仅解决了混凝土用天然砂紧缺的问题,又能实现铁尾矿再利用的目的。
如果利用铁尾矿砂作细骨料拌制混凝土,有利于经济稳定持续发展,具有重大的环保意义和社会意义。
1 常温下铁尾矿砂混凝土力学性能研究现状刘文燕[1](2020年)研究了铁尾矿砂取代率对机制砂混凝土工作性能、力学性能和耐久性能的影响,得到了使混合砂混凝土的工作性能和力学性能最优的铁尾矿砂取代率。
发现随着铁尾矿砂取代率在一定范围内增加,混凝土的抗渗性能和抗氯离子侵蚀性能逐步提升这一规律。
王秋维[2](2015年)以铁尾矿砂代替天然河砂拌制混凝土,通过拔出试验研究变形钢筋与铁尾矿砂混凝土之间的粘结性能。
试验结果表明,钢筋与铁尾矿砂混凝土的粘结性能略优于普通混凝土,铁尾矿砂可以替代普通河砂制作混凝土,所得结论为铁尾矿砂的工程应用提供了理论参考。
康洪震[3](2015年)为了研究铁尾矿砂混凝土受压应力-应变全曲线,采用铁尾矿砂替代普通砂试配强度等级C20-C55的混凝土,对每组3个尺寸为70mm×70mm×210mm的试件进行轴心受压试验,得到了不同强度等级铁尾矿砂混凝土受压应力-应变全曲线。
铁尾矿砂制备混凝土应用研究
铁尾矿砂制备混凝土应用研究发布时间:2021-09-08T12:09:39.920Z 来源:《基层建设》2021年第17期作者:王秋燕阮凯董齐辉华书建[导读] 摘要:铁尾矿砂符合建筑用砂标准中规定的建筑用砂限值,作为细集料应用于混凝土中是可行的。
河北建筑工程学院土木工程学院河北省张家口市 075000摘要:铁尾矿砂符合建筑用砂标准中规定的建筑用砂限值,作为细集料应用于混凝土中是可行的。
铁尾矿砂自身的特性决定了铁尾矿砂对混凝土的影响,可填充天然砂或者机制砂的孔隙,达到提高混凝土密实度的效果,改善混凝土的性能。
关键词:铁尾矿砂;天然砂;混凝土;密实度;性能引言随着工业和经济的迅速发展,作为工业固体废弃物的尾矿堆存量已经超过100亿t,以12亿/t的增量增长,每年的利用量大约为2亿吨左右。
大量尾矿堆存造成诸多安全和环境问题,铁尾矿堆存量尤其多,加之我国是基建大国,近些年来砂石短缺严重,将铁尾矿应用于混凝土的制备,可以大量消耗铁尾矿存量,也响应了绿色发展的号召。
由于铁尾矿平均粒径小,适量的铁尾矿砂在混凝土中做细骨料可以充填骨料与骨料之间的空隙,增强结构的密实性,达到提高结构性能的效果。
1 铁尾矿砂对混凝土的影响应用研究 1.1 铁尾矿砂的特性铁矿石在经过一系列操作破坏后,变成棱角分明、形状各异、有一定粒度的块状体颗粒,加入球磨经过一定次数的湿磨,再达到一定的细度之后磁选,分离出含铁颗粒,剩下的尾矿碎屑冲水排出(占总量的60%~80%),再筛分处理成为符合建筑用砂的铁尾矿砂。
1)常见尾矿类型和化学成分如下图1所示[1]。
图1 几种典型金属矿床尾矿化学成分从图中可以清晰的看出铁尾矿的化学成分主要是以SiO2为主,少量Al2O3、Fe2O3以及其他的金属元素组成。
2)铁尾矿砂主要矿物成分铁尾矿砂与天然砂的主要矿物成分极其相似,主要为α—石英(SiO2)、长英石等矿物。
3)铁尾矿砂的密度表观密度在2780Kg/m³左右,松堆密度为1400Kg/m³左右,紧堆密度为1550Kg/m³左右。
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成分ꎬ以及经过机械力化学活化后的粒度及活性ꎬ 将其作为混凝土辅助胶凝材料ꎬ探讨经过机械力 化学活化的高硅型铁尾矿对混凝土碳化及抗硫酸 盐腐蚀性能的影响ꎬ现有文献中鲜见机械力活化 铁尾矿对混凝土碳化性能及耐硫酸盐腐蚀性能影 响的相关研究[9 - 14] .
Effects of High ̄Silicon Iron Tailings on Carbonation and
Sulphate Corrosion Resistance of Concrete
CHENG Yun ̄hongꎬ HUANG Feiꎬ QI Shan ̄shanꎬ LI Wen ̄chuan
铁尾矿是铁矿石经过选取铁精矿后剩余的废 渣ꎬ是主要的固体工业废弃物之一[1] . 铁尾矿化 学成分中ꎬ硅、铝含量较高ꎬ与许多胶凝材料的成 分十分相近ꎬ这就为铁尾矿在建筑材料领域的广 泛应用提供了前提条件[2] . 比如作为生产某些建
筑制品的主要原材料[3 -5] ꎬ或者与水泥熟料及石 膏等共同磨细制备新型胶凝材料[6 -8] 等. 本研究 选择富含石英的高硅型铁尾矿作为研究对象ꎬ将 其进行机械力化学活化ꎬ使其颗粒粒度降低ꎬ并具 有一定的活性. 鉴于该种尾矿的化学成分及矿物
高硅型铁尾矿对混凝土碳化及抗硫酸盐 腐蚀性能的影响
程云虹ꎬ 黄 菲ꎬ 齐珊珊ꎬ 李文川
( 东北大学 资源与土木工程学院ꎬ 辽宁 沈阳 110819)
摘 要: 将某高硅型铁尾矿进行机械力化学活化ꎬ将其作为辅助胶凝材料部分取代水泥制备混凝土ꎬ取 代量( 质量分数) 分别为 10% ꎬ20% ꎬ30% 及 40% ꎬ开展高硅型铁尾矿对混凝土碳化及抗硫酸盐腐蚀性能影响 的试验研究. 结果表明ꎬ掺加尾矿的混凝土抗碳化性能低于基准混凝土ꎬ随着取代量的增加ꎬ混凝土抗碳化性 能呈下降趋势ꎬ但能满足混凝土结构工程的实际要求ꎻ随着取代量的增加ꎬ混凝土抗硫酸盐腐蚀性能呈上升趋 势ꎬ取代量为 20% ꎬ30% 及 40% 时ꎬ混凝土抗硫酸盐腐蚀性能优于基准混凝土. 经过机械力化学活化ꎬ某高硅 型铁尾矿作为混凝土辅助胶凝材料部分取代水泥制备混凝土ꎬ就混凝土抗碳化性能及抗硫酸盐腐蚀性能而 言是可行的. 关 键 词: 高硅型铁尾矿ꎻ机械力化学活化ꎻ混凝土ꎻ碳化ꎻ硫酸盐腐蚀 中图分类号: TU 528������ 1ꎻ X 705 文献标志码: A 文章编号: 1005 - 3026(2019)01 - 0121 - 06
( School of Resources & Civil Engineeringꎬ Northeastern Universityꎬ Shenyang 110819ꎬ China. Corresponding author: CHENG Yun ̄hongꎬ E ̄mail: cyh_neu@ 163. com)
Abstract: Concrete can be prepared by using the mechanochemically activated high ̄silicon iron tailings as an auxiliary cementing material to partially substitute cement. An experimental study was conducted to investigate the effects of tailings on resistance of concrete to carbonation and sulfate corrosion. Results show that when the substitution ratio is 10% ꎬ 20% ꎬ 30% and 40% respectivelyꎬ the carbonation resistance of concrete becomes worse with the increasing of the substitution ratioꎬ but still can meet the practical requirements of concrete structureꎻ howeverꎬ the sulfate corrosion resistance of concrete presents an upward trend with the increasing of the substitution ratioꎻ when the substitution ratio is 20% ꎬ 30% and 40% respectivelyꎬ the sulfate corrosion resistance of concrete is superior to the normal group. It is feasible to use mechanochemically activated high ̄silicon iron tailiቤተ መጻሕፍቲ ባይዱgs as an auxiliary cementing material to prepare concrete. Key words: high ̄silicon iron tailingsꎻ mechanochemical activationꎻ concreteꎻ carbonationꎻ sulfate corrosion
第40 卷 第1 期 2019 年 1 月
东北大学学报( 自然科学版) Journal of Northeastern University( Natural Science)
doi: 10. 12068 / j. issn. 1005 - 3026. 2019. 01. 023
Vo l. 40ꎬNo. 1 Jan. 2 0 1 9
收稿日期: 2017 - 10 - 27 基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51874076) . 作者简介: 程云虹(1964 - ) ꎬ女ꎬ辽宁沈阳人ꎬ东北大学副教授ꎻ 黄 菲(1959 - ) ꎬ女ꎬ江苏扬州人ꎬ东北大学教授ꎬ博士生导师.
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东北大学学报(自然科学版)
第 40 卷