基于铁尾矿的混凝土砂与内置石墨矿石和石墨尾矿的比较研究:强度特性和微观结构
Jiale Zhang1,2,3,4, Qi Wei1,2,3,4, Na Zhang1,2,3,4
1Engineering Research Center of Ministry of Education for Geological Carbon Storage and Low Carbon Utilization of Resources, China University of Geosciences (Beijing), Beijing 100083, China.
石墨尾矿改进了铁尾矿的水泥砂,提高了机械性能. 加上石墨矿石,由于滑作用而降低了强度,限制了其在建筑材料中的应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 土木工程 土木工程是指土木工程.
- 地质地质地质地质地质地
背景情况:
- 铁尾矿是一个重要的废物处理挑战.
- 价值化工业副产品,如铁成建筑材料,对于可持续性至关重要.
- 石墨材料,包括矿石和尾矿,具有独特的特性,可能会影响水泥复合材料.
研究的目的:
- 研究石墨矿石和石墨尾矿对铁尾矿基水泥砂机械性能和微观结构的影响.
- 为了比较石墨矿石和石墨尾矿的性能,当它们被用作补充的水泥材料和细块时.
- 确定这些石墨材料在砂配方中的最佳合并率.
主要方法:
- 制备基于铁尾矿的水泥砂,其石墨矿石和石墨尾矿含量各不相同.
- 在28天的水合后,对曲和压力强度的实验测试.
- 使用扫描电子显微镜 (SEM) 进行微结构分析.
- 通过X射线粉末衍射 (XRD) 来识别水化产品的相位.
主要成果:
- 由于石墨矿石的滑特性,石墨矿石的加入降低了砂的强度,阻碍了颗粒的粘合.
- 最佳的合并率为4重%的石墨矿石,其压力强度为23.21MPa,曲强度为7.76MPa.
- 使用40%重量的石墨尾矿和10%重量的铁尾矿的砂获得了最佳的机械性能:压力强度为48.8MPa,曲强度为11.7MPa.
- 微观结构分析证实了,Ca (OH) 2和C-A-S-H凝作为含有石墨尾矿的砂中的水化产品.
结论:
- 石墨矿石不适合直接应用于建筑材料,因为它对机械性能产生负面影响.
- 石墨尾矿可以有效地用作铁尾矿基水泥砂中的细聚合物,显著提高机械性能.
- 这项研究为利用工业废物流的潜力提供了有价值的见解,用于可持续的建筑材料开发.
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