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1、分類號:TU310710-2015228029專業(yè)碩士學(xué)位論文鐵尾礦陶粒制備工藝及混凝土性能研究李涵導(dǎo)師姓名職稱李曉光教授梁曉農(nóng)教授級高工專業(yè)學(xué)位類別申請學(xué)位類別工程碩士建筑與土木工程及領(lǐng)域名稱論文提交日期2018年4月20日論文答辯日期2018年6月5日學(xué)位授予單位長安大學(xué)StudyonPreparationTechnologyofIronTailingsCeramsiteandPerformanceofConcreteAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:LiHanSupervisor:Prof.LiXiaoGuang
2、Prof.LiangXiaoNongChang’anUniversity,Xi’an,China論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明:本人所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除論文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外,對論文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)明。本論文中不包含任何未加明確注明的其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開發(fā)表的成果。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。論文作者簽名:年月日論文知識(shí)產(chǎn)權(quán)權(quán)屬聲明本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下所完成的論文及相關(guān)的職務(wù)作品,知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬學(xué)校。學(xué)校享有以任何方式發(fā)表、復(fù)制、公開閱覽、借閱以及申請專利等權(quán)利。本人離校后發(fā)表或使用學(xué)位論文或與該論文
3、直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí),署名單位仍然為長安大學(xué)。(保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定)論文作者簽名:年月日導(dǎo)師簽名:年月日摘要礦產(chǎn)資源是一種不可再生資源,隨著礦產(chǎn)資源的日益枯竭,作為鐵礦資源開采的伴生產(chǎn)物——鐵尾礦,已經(jīng)成為我國目前堆存量最大的固體廢棄物。如何將鐵尾礦變廢為寶,實(shí)現(xiàn)二次利用,成為當(dāng)今節(jié)能減排的研究熱點(diǎn)。本文以陜南地區(qū)特有的中硅鐵尾礦為原材料,成功制備出滿足國標(biāo)要求的鐵尾礦陶粒。通過微觀分析,掌握了鐵尾礦陶粒的燒成機(jī)理,并在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。同時(shí)對鐵尾礦陶粒混凝土的各項(xiàng)性能進(jìn)行研究分析,主要內(nèi)容及成果如下:(1)對鐵尾礦的化學(xué)成分進(jìn)行了詳細(xì)的分析,發(fā)現(xiàn)鐵尾
4、礦中存在大量的SiO2和Al2O3,基本滿足制備陶?;A(chǔ)化學(xué)成分,通過礦物組成以及差熱分析,掌握了鐵尾礦的基本特性。在此基礎(chǔ)上,選取膨潤土、鋁礬土作為輔助原料,通過大量試驗(yàn),驗(yàn)證了鐵尾礦制備陶粒的可能性,并對鐵尾礦陶粒制備流程進(jìn)行了研究分析。(2)對原材料的可塑性進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)在含水率為25%~30%時(shí),鐵尾礦陶粒的成球性能最好,且具有較高的早期強(qiáng)度。通過大量配比試驗(yàn),確定鐵尾礦陶粒最佳原材料配比為:鐵尾礦:膨潤土:鋁礬土=7:2:1,煤粉外摻總質(zhì)量的10%。通過正交試驗(yàn),確定鐵尾礦陶粒實(shí)驗(yàn)室最佳燒成制度為:預(yù)熱溫度為350℃,預(yù)熱時(shí)間為30min,焙燒溫度為1160℃,焙燒
5、時(shí)間為10min,自然冷卻。在上述配比和燒成制度上制備出的鐵尾礦陶粒,其基本性能檢測結(jié)果為:堆積密度為820kg/m3,表觀密度為1855kg/m3,吸水率為5.63%,筒壓強(qiáng)度為7.91MPa。各項(xiàng)性質(zhì)指標(biāo)均能滿足GB/T17431.1-2010《輕集料及其試驗(yàn)方法》對900級陶粒的要求。(3)對鐵尾礦陶粒的燒成機(jī)理分析,物相分析結(jié)果表明,成品陶粒主要礦物組成為由石英、長石以及莫來石等,對陶粒的強(qiáng)度均有較大貢獻(xiàn)。同時(shí)由于鐵尾礦中Fe2O3含量較高,在制備陶粒時(shí),不僅可以降低陶粒的燒結(jié)溫度,而且可以被C還原充當(dāng)發(fā)氣成分,減小陶粒密度。微觀分析中,可以明顯看到強(qiáng)度較高的陶粒內(nèi)部
6、出現(xiàn)的液相較多,生成的液相填充在陶粒內(nèi)部的顆粒之間時(shí),使陶粒結(jié)構(gòu)相對致密。(4)通過工業(yè)回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行了陶粒的大批量工業(yè)化試驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)工業(yè)試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)處在一定程度的差異。由于二者的加熱方式不同,工業(yè)試驗(yàn)中所需要的溫度比實(shí)驗(yàn)室低100℃左右。其制備的陶粒基本性能測試結(jié)果為:堆積密度860kg/m3,表觀密度i1970kg/m3,吸水率為3.94%,筒壓強(qiáng)度5.59MPa,略低于實(shí)驗(yàn)室制備結(jié)果,但也能滿足國標(biāo)要求。(5)采用工業(yè)回轉(zhuǎn)窯所制備的陶粒進(jìn)行鐵尾礦陶粒混凝土的試配,通過對鐵尾礦陶粒配合比的是設(shè)計(jì)與試配,發(fā)現(xiàn)筒壓強(qiáng)度5.59MPa的陶??梢耘渲肔C15~LC30四種強(qiáng)度等
7、級的陶?;炷?,且混凝土表觀密度均在1950kg/m3以下。通過鐵尾礦陶?;炷拘阅軠y試,其基本性能滿足工程實(shí)際的需求。關(guān)鍵詞:鐵尾礦陶粒配比燒成制度陶?;炷羒iAbstractMineralresourcesareanunrenewableresource.Withthedepletionofmineralresources,ironoretailingsaretheassociatedproductsofironoreresourcesdevelopment,whichhasbecomethel