采礦活動(dòng)逐漸往深部轉(zhuǎn)移以及環(huán)保的要求使全尾砂膠結(jié)充填廣泛應(yīng)用,選礦尾砂越來越細(xì)顯著提高了充填成本;鋼鐵行業(yè)排放的礦渣應(yīng)用廣泛價(jià)格高昂,而鋼渣尚未得到有效利用。為了大幅降低充填膠凝材料成本,本文以鋼渣為主要原料,開發(fā)高性能低成本礦用膠結(jié)劑,研究充填料漿的流變規(guī)律,為深埋高應(yīng)力和大水等難采礦體安全、高效和低成本充填奠定基礎(chǔ),同時(shí)也為鋼渣等固廢實(shí)現(xiàn)規(guī)�；透吒郊又道锰剿饕粭l有效途徑。本文開展以下研究工作:首先,針對鋼渣膠凝活性低的特點(diǎn),摻加礦渣、脫硫石膏及氟石膏進(jìn)行激發(fā),開展鋼渣膠凝材料配比試驗(yàn),獲得了鋼渣/氟石膏/礦渣配比為35/20/45時(shí)（SFG）充填體強(qiáng)度遠(yuǎn)超水泥;利用微觀實(shí)驗(yàn)與水泥對比分析揭示了 SFG的主要水化產(chǎn)物,提出了雙重耦合激發(fā)機(jī)理,活性成分得到充分激發(fā),多重耦合激發(fā)還消耗了鋼渣中的膨脹性物質(zhì)f-CaO和f-MgO,解決了鋼渣膨脹性問題,并從長期體積及強(qiáng)度監(jiān)測實(shí)驗(yàn)得到了驗(yàn)證。然后,以福建龍巖的馬坑鐵礦為工程背景,開展兩種鋼渣基礦用膠結(jié)劑,在不同膠砂比、質(zhì)量濃度及骨料變化下的適用性試驗(yàn)。結(jié)果表明,膠結(jié)充填體強(qiáng)度穩(wěn)定性好,安全儲(chǔ)備高,滿足嗣后充填的多種強(qiáng)度需要;流動(dòng)性上研究了... 

【文章來源】：北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 選題背景及目的
    1.2 研究內(nèi)容
    1.3 技術(shù)路線
2 文獻(xiàn)綜述
    2.1 鋼渣概述
        2.1.1 鋼渣的產(chǎn)生歷史
        2.1.2 鋼渣的種類
    2.2 鋼渣的主要特性研究綜述
        2.2.1 鋼渣的主要化學(xué)成分
        2.2.2 鋼渣的礦物成分
        2.2.3 鋼渣的體積不穩(wěn)定性
        2.2.4 鋼渣的膠凝特性
        2.2.5 鋼渣膠凝活性評價(jià)方法
        2.2.6 鋼渣的活性激發(fā)方式
    2.3 鋼渣的處理及利用現(xiàn)狀綜述
        2.3.1 鋼渣的預(yù)處理
        2.3.2 全球鋼渣利用概況
        2.3.3 鋼渣的主要應(yīng)用
        2.3.4 鋼渣利用的制約因素
    2.4 高濃度充填料漿流變特性綜述
        2.4.1 高濃度全尾砂漿輸送特性與關(guān)鍵技術(shù)
        2.4.2 高濃度料漿流變模型
        2.4.3 高濃度充填砂漿粘度特性
        2.4.4 料漿管道輸送中沿程阻力的計(jì)算
3 試驗(yàn)原材料物化特性分析
    3.1 典型鋼鐵廠可利用固體廢棄物分析
        3.1.1 鋼渣微粉
        3.1.2 礦渣微粉
        3.1.3 脫硫石膏
        3.1.4 氟石膏
    3.2 選礦全尾砂充填骨料
        3.2.1 選礦全尾砂
        3.2.2 干拋粗尾砂
    3.3 本章小結(jié)
4 全固廢鋼渣基充填膠凝材料配比試驗(yàn)研究
    4.1 脫硫石膏-鋼渣-礦渣膠凝材料配比實(shí)驗(yàn)
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)方法
        4.1.2 實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果分析
        4.1.3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)及分析
    4.2 氟石膏-鋼渣-礦渣膠凝材料配比實(shí)驗(yàn)
        4.2.1 試驗(yàn)方案
        4.2.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
    4.3 本章小結(jié)
5 鋼渣基膠凝材料的多重耦合激發(fā)機(jī)理及膨脹性
    5.1 水化產(chǎn)物及多重耦合激發(fā)
        5.1.1 微觀實(shí)驗(yàn)方法
        5.1.2 主要水化產(chǎn)物
        5.1.3 多重耦合激發(fā)
        5.1.4 微觀結(jié)構(gòu)驗(yàn)證
    5.2 鋼渣基-全尾砂膠結(jié)充填體的膨脹性
        5.2.1 鋼渣基材料膨脹的必要條件
        5.2.2 本材料與鋼渣混凝土膨脹差異性
    5.3 充填體膨脹性宏觀驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)材料及方案
        5.3.2 實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象
        5.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
6 鋼渣基充填膠凝材料在馬坑鐵礦應(yīng)用研究
    6.1 工程背景
    6.2 全尾砂骨料膠結(jié)充填普適性實(shí)驗(yàn)
        6.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募胺桨?br>        6.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        6.2.3 膠砂比的影響
        6.2.4 料漿質(zhì)量濃度的影響
    6.3 混合充填骨料膠結(jié)充填普適性實(shí)驗(yàn)
        6.3.1 實(shí)驗(yàn)方案
        6.3.2 膠砂比對混合骨料充填體強(qiáng)度的影響
        6.3.3 濃度對混合骨料充填體強(qiáng)度的影響
        6.3.4 骨料粗細(xì)比對充填體強(qiáng)度的影響
        6.3.5 膠凝材料工業(yè)應(yīng)用總結(jié)分析
    6.4 鋼渣基充填體強(qiáng)度模型
        6.4.1 選取變量
        6.4.2 變量表征方法
        6.4.3 強(qiáng)度模型的建立及驗(yàn)證
    6.5 經(jīng)濟(jì)可行性分析
        6.5.1 膠凝材料用量估算
        6.5.2 成本估算與效益分析
    6.6 本章小結(jié)
7 鋼渣膠結(jié)充填料漿的流變特性研究
    7.1 充填料漿流變特性測試方法
        7.1.1 流變儀測試流變參數(shù)的復(fù)雜性
        7.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器及過程
        7.1.3 料漿觸變性分析
        7.1.4 擬合參數(shù)點(diǎn)的選擇
    7.2 流變特性測試結(jié)果及分析
        7.2.1 試驗(yàn)方案
        7.2.2 膠砂比對流變參數(shù)的影響
        7.2.3 質(zhì)量濃度比對流變參數(shù)的影響
        7.2.4 粗細(xì)尾砂添加比對料漿流變參數(shù)的影響
    7.3 SFG-CPB料漿的管輸阻力預(yù)測
        7.3.1 管輸阻力計(jì)算流程
        7.3.2 馬坑鐵礦充填料漿阻力計(jì)算
    7.4 本章小結(jié)
8 充填料漿長距離管輸中流變參數(shù)的時(shí)變演化
    8.1 實(shí)驗(yàn)材料及方案
        8.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        8.1.2 實(shí)驗(yàn)方案
        8.1.3 料漿制備
    8.2 測試方法
        8.2.1 黏度測試
        8.2.2 十字剪切法測量屈服應(yīng)力
        8.2.3 微觀實(shí)驗(yàn)
        8.2.4 pH及Zeta電位測試
        8.2.5 電導(dǎo)率、體積水容量、吸力監(jiān)測
    8.3 膏體流變參數(shù)的時(shí)變規(guī)律
    8.4 膏體料漿配比對流變參數(shù)時(shí)變規(guī)律的影響
        8.4.1 膠結(jié)劑參量的影響
        8.4.2 膠結(jié)劑中礦渣摻比的影響
        8.4.3 硫酸鹽濃度的影響
        8.4.4 攪拌水含鹽量的影響
    8.5 溫度對膏體流變參數(shù)時(shí)變規(guī)律的影響
    8.6 本章小結(jié)
9 結(jié)論與展望
    9.1 主要結(jié)論
    9.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    9.3 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于膏體穩(wěn)定系數(shù)的級配表征及屈服應(yīng)力預(yù)測[J]. 程海勇,吳順川,吳愛祥,程緯華.  工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(10)
[2]中國膏體技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 吳愛祥,楊瑩,程海勇,陳順滿,韓悅.  工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(05)
[3]鋼渣泡沫混凝土的保溫性能及三相導(dǎo)熱系數(shù)模型[J]. 趙亮,陳德鵬,高恒昌,呂忠.  武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2017(06)
[4]燒堿激發(fā)鋼渣粉在淤泥質(zhì)土中的試驗(yàn)研究[J]. 吳燕開,胡曉士,胡銳,石玉斌,韓天,于佳麗.  巖土工程學(xué)報(bào). 2017(12)
[5]鋼渣的體積安定性問題及穩(wěn)定化處理的國內(nèi)研究進(jìn)展[J]. 趙計(jì)輝,閻培渝.  硅酸鹽通報(bào). 2017(02)
[6]鋼渣超微粉的粒度分布分析研究[J]. 廖洪強(qiáng),姚星亮,宋慧平,程芳琴.  冶金分析. 2017(01)
[7]大摻量鋼渣-尾礦蒸壓磚水化過程的強(qiáng)化[J]. 李鵬冠,趙風(fēng)清.  鋼鐵. 2016(10)
[8]鋼渣瀝青混凝土研究進(jìn)展[J]. 劉國威,朱李俊,金強(qiáng),韓甲興.  礦產(chǎn)綜合利用. 2016(02)
[9]鐵礦全尾砂新型充填膠凝材料的開發(fā)及應(yīng)用研究[J]. 楊志強(qiáng),蘇林,高謙,楊嘯.  金屬礦山. 2015(08)
[10]鋼渣骨料對混凝土性能的影響[J]. 王強(qiáng),曹豐澤,于超,王衛(wèi)侖.  硅酸鹽通報(bào). 2015(04)

碩士論文
[1]尾砂充填料流變特性和高濃度料漿輸送性能研究[D]. 鄭伯坤.長沙礦山研究院 2011



本文編號：3197995