銅尾礦粉在水泥基材料中的作用機理
發(fā)布時間：2021-01-22 09:15
為探究銅尾礦粉這一新型輔助膠凝材料在硅酸鹽水泥環(huán)境下的水化特性和水化硬化作用機理,并進一步探究氧化石墨烯對前述體系的影響,本研究通過一系列的實驗研究和理論分析,較為系統(tǒng)地研究了銅尾礦粉在水泥基材料中的作用機制,包括銅尾礦粉磨動力學、顆粒特性和活性研究,單摻銅尾礦粉和雙摻石墨烯和銅尾礦粉復合膠凝材料水化動力學特性,力學性能及微觀性能影響研究等幾個方面。主要研究成果有:粉磨動力學和顆粒特性研究表明,銅尾礦粉的粉磨過程很好地符合Divas-Aliavden粉磨動力學方程,且銅尾礦粉磨效率在90min后趨于零。銅尾礦粉顆粒粒度分布同時服從RRB和Swebrec模型。然而,對于全粒徑范圍內(nèi)的球磨銅尾礦粉顆粒,RRB模型在描述顆粒粒徑分布方面仍優(yōu)于Swebrec模型。摻入30%粉磨60min的銅尾礦粉有助于復合粉體材料的初始堆積密度更加接近Fuller曲線。銅尾礦粉的顆粒粒度分布具有分形特征,粉磨時間越長材料越不易破碎。根據(jù)灰色理論分析,60min被選作銅尾礦粉最佳粉磨時間。水化動力學特性研究表明,膠凝體系隨著銅尾礦摻量的增加,早期放熱速率和放熱量逐漸減少,隨著銅尾礦粉的粉磨時間的增加,早期放熱速...
【文章來源】：武漢大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：92 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２－１銅尾礦粉ＸＲＤ圖譜
試驗所用銅尾礦粉由中建礦業(yè)提供，經(jīng)６０°Ｃ烘干２４小時后敲碎，過１＿??方孔篩，除去大顆粒及雜質。然后用實驗室球磨機分別粉磨１５ｍｉｎ，?３０ｍｉｎ，４５ｍｉｎ，??６０ｍｉｎ，９０ｍｉｎ。銅尾礦粉化學成分、ＸＲＤ、ＴＧ－ＤＴＡ測試結果分別見表２－４，圖２－??１和圖２－２。??可以看出，銅尾礦粉含有大量的Ｃａ０，Ｓｉ０２和Ａ１２０３，根據(jù)ＡＳＴＭＣ６１８－１５??《水泥和混凝土用天然火山灰原料或者煅燒料的標準規(guī)格》，火山灰質材料一個??必要條件是Ｓｉ〇２，?Ａ１２０３和Ｆｅ２〇３總量應超過７０％?［１５］，而銅尾礦粉三者總量為??４２．８％，遠遠沒有達到標準要求。ＸＲＤ測試結果（圖２－１）說明Ｓｉ〇２主要以鈣鐵??榴石的形式存在，而非活性Ｓｉ０２的形式存在，總的來說，用于此研究的銅尾礦??粉活性較差。??圖２－２為粉磨２ｈ銅尾礦粉熱重－插熱（ＴＧ－ＤＴＡ）曲線。可以看出曲線分別??在１１０°Ｃ左右、７５０°Ｃ左右、以及９００°Ｃ左右有比較明顯的吸熱峰。其中，１１０°Ｃ??吸熱峰對應自由水的蒸發(fā)；７５０°Ｃ和９００°Ｃ左右吸熱峰對應于白云石的分解［５３］。??表２４銅尾礦粉的化學成分檢測結果（ｗｔ
??根據(jù)上述動力學方程以及累積分布曲線（圖３－２?），選取六個代表粒徑（０．４８，??０．９５，?１．４８，?２．９１，４．５６，和１１．１９嘩）作為研宄對象，分別計算出粉磨不同??時間后６種代表粒徑的顆粒篩余量，如表３－１。根據(jù)式（３－２），對６種代表粒徑??下的顆粒篩余量與粉磨時間的關系進行擬合，結果如圖３－３，表３－２所示。??圖３－３可以看出，各曲線擬合效果較好，說明Ｄｉｖａｓ－Ａｌｉａｖｄｅｎ粉磨動力學方??程也能很好的描述銅尾礦粉的粉磨過程。當粉磨時間相同時，代表粒徑越大，對??應粒徑顆粒篩余量下降的速度越快，即粉磨速度越大，這說明銅尾礦粉在粉磨過??程中粗顆粒比細顆粒易磨；隨著粉磨時間的延長，６種代表粒徑的粉磨速度均下??降
【參考文獻】：
期刊論文
[1]2016年中國水泥質量分析報告[J]. 崔健,張慶華,戴平,梁慧超,張曉明. 中國水泥. 2017(03)
[2]銅尾礦資源綜合利用研究進展[J]. 蘭志強,藍卓越. 礦產(chǎn)保護與利用. 2015(05)
[3]石墨烯/水泥復合材料的制備及電學、壓敏性能研究[J]. 馬穎,安博星,王丹,章若川,王萌,趙聰. 混凝土. 2015(09)
[4]摻納米石墨烯片的水泥基復合材料的壓敏性[J]. 劉衡,孫明清,李俊,王應軍,張小玉. 功能材料. 2015(16)
[5]銅尾礦開發(fā)利用現(xiàn)狀分析[J]. 汪洋,田鍵,朱艷超. 環(huán)境工程. 2015(S1)
[6]鐵尾礦粒度分布與其活性指數(shù)的分形研究[J]. 李德忠,倪文,張玉燕. 材料科學與工藝. 2014(04)
[7]轉爐鋼渣粉粒度分布的分形特征[J]. 賀圖升,趙旭光,趙三銀,黎載波,杜華機. 硅酸鹽通報. 2013(11)
[8]從選銅尾礦中回收鎢的選礦工藝研究[J]. 周曉彤,李英霞,鄧麗紅. 材料研究與應用. 2013(03)
[9]氧化石墨烯對水泥石微觀結構及性能的影響[J]. 呂生華,馬宇娟,邱超超,巨浩波. 混凝土. 2013(08)
[10]氧化石墨烯增強增韌水泥基復合材料的研究[J]. 呂生華,馬宇娟,邱超超,巨浩波. 功能材料. 2013(15)
本文編號：2992969
【文章來源】：武漢大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：92 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２－１銅尾礦粉ＸＲＤ圖譜
試驗所用銅尾礦粉由中建礦業(yè)提供，經(jīng)６０°Ｃ烘干２４小時后敲碎，過１＿??方孔篩，除去大顆粒及雜質。然后用實驗室球磨機分別粉磨１５ｍｉｎ，?３０ｍｉｎ，４５ｍｉｎ，??６０ｍｉｎ，９０ｍｉｎ。銅尾礦粉化學成分、ＸＲＤ、ＴＧ－ＤＴＡ測試結果分別見表２－４，圖２－??１和圖２－２。??可以看出，銅尾礦粉含有大量的Ｃａ０，Ｓｉ０２和Ａ１２０３，根據(jù)ＡＳＴＭＣ６１８－１５??《水泥和混凝土用天然火山灰原料或者煅燒料的標準規(guī)格》，火山灰質材料一個??必要條件是Ｓｉ〇２，?Ａ１２０３和Ｆｅ２〇３總量應超過７０％?［１５］，而銅尾礦粉三者總量為??４２．８％，遠遠沒有達到標準要求。ＸＲＤ測試結果（圖２－１）說明Ｓｉ〇２主要以鈣鐵??榴石的形式存在，而非活性Ｓｉ０２的形式存在，總的來說，用于此研究的銅尾礦??粉活性較差。??圖２－２為粉磨２ｈ銅尾礦粉熱重－插熱（ＴＧ－ＤＴＡ）曲線。可以看出曲線分別??在１１０°Ｃ左右、７５０°Ｃ左右、以及９００°Ｃ左右有比較明顯的吸熱峰。其中，１１０°Ｃ??吸熱峰對應自由水的蒸發(fā)；７５０°Ｃ和９００°Ｃ左右吸熱峰對應于白云石的分解［５３］。??表２４銅尾礦粉的化學成分檢測結果（ｗｔ
??根據(jù)上述動力學方程以及累積分布曲線（圖３－２?），選取六個代表粒徑（０．４８，??０．９５，?１．４８，?２．９１，４．５６，和１１．１９嘩）作為研宄對象，分別計算出粉磨不同??時間后６種代表粒徑的顆粒篩余量，如表３－１。根據(jù)式（３－２），對６種代表粒徑??下的顆粒篩余量與粉磨時間的關系進行擬合，結果如圖３－３，表３－２所示。??圖３－３可以看出，各曲線擬合效果較好，說明Ｄｉｖａｓ－Ａｌｉａｖｄｅｎ粉磨動力學方??程也能很好的描述銅尾礦粉的粉磨過程。當粉磨時間相同時，代表粒徑越大，對??應粒徑顆粒篩余量下降的速度越快，即粉磨速度越大，這說明銅尾礦粉在粉磨過??程中粗顆粒比細顆粒易磨；隨著粉磨時間的延長，６種代表粒徑的粉磨速度均下??降
【參考文獻】：
期刊論文
[1]2016年中國水泥質量分析報告[J]. 崔健,張慶華,戴平,梁慧超,張曉明. 中國水泥. 2017(03)
[2]銅尾礦資源綜合利用研究進展[J]. 蘭志強,藍卓越. 礦產(chǎn)保護與利用. 2015(05)
[3]石墨烯/水泥復合材料的制備及電學、壓敏性能研究[J]. 馬穎,安博星,王丹,章若川,王萌,趙聰. 混凝土. 2015(09)
[4]摻納米石墨烯片的水泥基復合材料的壓敏性[J]. 劉衡,孫明清,李俊,王應軍,張小玉. 功能材料. 2015(16)
[5]銅尾礦開發(fā)利用現(xiàn)狀分析[J]. 汪洋,田鍵,朱艷超. 環(huán)境工程. 2015(S1)
[6]鐵尾礦粒度分布與其活性指數(shù)的分形研究[J]. 李德忠,倪文,張玉燕. 材料科學與工藝. 2014(04)
[7]轉爐鋼渣粉粒度分布的分形特征[J]. 賀圖升,趙旭光,趙三銀,黎載波,杜華機. 硅酸鹽通報. 2013(11)
[8]從選銅尾礦中回收鎢的選礦工藝研究[J]. 周曉彤,李英霞,鄧麗紅. 材料研究與應用. 2013(03)
[9]氧化石墨烯對水泥石微觀結構及性能的影響[J]. 呂生華,馬宇娟,邱超超,巨浩波. 混凝土. 2013(08)
[10]氧化石墨烯增強增韌水泥基復合材料的研究[J]. 呂生華,馬宇娟,邱超超,巨浩波. 功能材料. 2013(15)
本文編號：2992969
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