利用铁矿尾矿制备轻质保温墙体材料的研究

论文摘要

随着人们对环境保护意识的增强以及对居住环境要求的提高,如何将大量堆积的铁矿尾矿综合利用,使之成为一种再生资源用来制备轻质、保温、隔热、节能、利废的新型墙体材料,这将成为解决两者问题的最佳途径。因此本文以梅山铁矿尾矿为主要原料,为了解决传统尾矿砖体积密度较大以及保温隔热不理想的问题,分别采用添加气化炉渣和粘土水泥结合技术两种工艺来制备尾矿质新型墙体材料。研究了实验工艺流程以及实验中各组分添加量对实验结果的影响,并在此基础上对制品的常温物理性能进行了测试与分析。主要研究成果如下:第一部分:气化炉渣加入对铁尾矿烧结墙体材料显微结构与性能的影响（1）气化炉渣的加入可有效降低坯体的密度以及导热率;但过多的加入,将会增大成型难度并使坯体干燥、烧结收缩率提高;过高的烧结温度,将会使试样内部出现黑心,以至于形成面包砖。（2）实验采用挤出法成型,在950℃烧结时,添加20%气化炉渣可以制备出密度为1.42g/cm3、导热系数0.218W/（m·K）、抗压强度19.1MPa的墙体材料。（3）气化炉渣的加入既可以作为内部燃料,大大降低能源消耗;且在燃烧后,形成大量微小孔隙,降低坯体密度与导热率。第二部分:粘土-水泥结合相搅拌法制备轻质高强尾矿质墙体材料的研究（1）在固相含量为65%、粘土含量20%、分散剂0.5%、PH=11、发泡剂0.7%、水泥粘土比1/5的配比试验下,900℃烧结保温3h,可获得体积密度为0.94 g/cm3、导热系数为0.162W /（m·K）、抗压强度为13.0MPa的轻质墙体材料。（2）在粘土固化浆液技术基础上,本实验借用凝胶注模成型工艺中的分散、发泡技术,来获得孔隙分布均匀的多孔墙体材料,从而实现了墙体材料轻质、低导热、较高的强度等优良性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 铁尾矿的资源状况及其特性
• 1.2.1 铁尾矿的资源现状
• 1.2.2 铁尾矿的分类
• 1.3 尾矿的危害及综合利用意义
• 1.3.1 尾矿的危害
• 1.3.2 尾矿综合利用的意义
• 1.4 铁尾矿的利用现状
• 1.4.1 尾矿再选
• 1.4.2 利用铁尾矿制造建筑材料
• 1.4.3 作土壤改良剂及磁化复合肥
• 1.4.4 作井下采空区充填料
• 1.5 尾矿利用存在的问题及其展望
• 1.5.1 尾矿利用存在的问题
• 1.5.2 尾矿利用展望
• 1.6 新型墙体材料相关政策
• 1.7 本课题的主要工作
• 1.8 本课题的研究背景和意义
• 2 气化炉渣加入对铁尾矿烧结墙体材料显微结构与性能的影响
• 2.1 实验原料
• 2.2 试样的制备与检测
• 2.2.1 试样的制备
• 2.2.2 检测仪器及方法
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.4 烧成制品的显微结构
• 2.5 本章小结
• 3 粘土-水泥结合相搅拌法制备轻质高强尾矿质墙体材料的研究
• 3.1 原料和试剂
• 3.2 粘土固化浆液固结机理研究
• 3.2.1 粘土固化浆液体系
• 3.2.2 粘土水泥浆流变性能
• 3.2.3 粘土水泥浆的流变模型
• 3.2.4 粘土水泥浆液的剪切稀释作用
• 3.3 利用粘土固化浆液实现铁矿尾矿的综合利用
• 3.4 尾矿添加后料浆的物化反应机理
• 3.4.1 水泥的水化反应
• 3.4.2 粘土颗粒与水泥及水化产物的作用
• 3.4.3 水泥与尾矿间的反应
• 3.5 工艺流程
• 3.6 测试仪器与方法
• 3.7 浆材配比试验结果分析
• 3.7.1 PH 对料浆流变性能的影响
• 3.7.2 固相含量对料浆流变性及坯体常温物理性能的影响
• 3.7.3 分散剂加入量对料浆流变性能的影响
• 3.7.4 粘土含量对料浆流变性及坯体常温物理性能的影响
• 3.7.5 发泡剂加入量对实验的影响
• 3.7.6 水泥加入量对实验的影响
• 3.8 制品的显微结构和导热系数
• 3.9 本章小结
• 4 结论与展望
• 4.1 两种制备方法对比分析结论
• 4.2 结论
• 4.3 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：硕士研究生期间发表的论文