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第1章 绪论1

1.1 概述1

1.2 尾矿带来的诸多问题1

1.2.1 尾矿已成为重要的污染源2

1.2.2 堆存尾矿占用了大量土地2

1.2.3 营运费用高并成为安全隐患2

1.2.4 导致了资源的严重浪费3

1.3 我国铁矿选矿厂尾矿资源状况及其特征3

1.3.1 单金属类铁尾矿3

1.3.2 多金属类铁尾矿4

1.4 我国在铁尾矿综合利用与治理方面取得的成就4

1.4.1 铁尾矿再选与有价元素的综合回收5

1.4.2 利用铁尾矿作建筑材料6

1.4.3 用尾矿作矿山采空区充填料6

1.4.4 铁尾矿作土壤改良剂及微量元素肥料7

1.4.5 利用尾矿库复垦植被7

1.5 我国在尾矿综合利用与治理方面存在的差距8

1.5.1 综合利用率不高8

1.5.2 尾矿利用技术尚未完全过关8

1.5.3 缺乏长远考虑、缺少资金投入8

1.5.4 成果转化与推广率不高、产品没有足够的竞争力9

1.6 对铁尾矿综合利用的设想和建议9

1.7 结论10

第2章 铁尾矿烧制胶凝材料11

2.1 铁尾矿烧制胶凝材料及配料计算11

2.1.1 胶凝材料11

2.1.2 硅酸盐水泥的生产工艺12

2.1.3 配料分析及计算14

2.1.4 小结29

2.2 铁尾矿烧制胶凝材料29

2.2.1 胶凝材料烧制试验条件的确定29

2.2.2 胶凝材料烧制工艺选择30

2.2.3 系列烧制试验方案确定30

2.2.4 系列试验样品烧制过程32

2.2.5 胶凝材料胶砂强度检验33

2.2.6 小结42

2.3 胶凝材料的矿物组成42

2.3.1 试验设备42

2.3.2 铁尾矿掺量6％试样的XRD及SEM分析结果43

2.3.3 小结46

2.4 铁尾矿烧制胶凝材料水化机理分析46

2.4.1 胶凝材料矿物组分分析47

2.4.2 铁尾矿烧制胶凝材料水化机理分析49

2.4.3 小结53

2.5 提高铁尾矿活性的研究54

2.5.1 试验材料54

2.5.2 加热处理对铁尾矿活性的影响54

2.5.3 铝矾土-黏土混合物对铁尾矿活性的影响55

2.5.4 粉磨细度对铁尾矿活性的影响55

2.5.5 小结56

第3章 铁尾矿配制干粉砂浆58

3.1 概述58

3.1.1 国内外研究现状58

3.1.2 国内外干粉砂浆研究现状58

3.2 原材料基本性能和试验方法63

3.2.1 原材料63

3.2.2 试验方案66

3.2.3 试验方法67

3.3 外加剂掺量确定试验70

3.3.1 初始配合比设计试验70

3.3.2 粉煤灰掺量确定71

3.3.3 纤维素醚掺量确定73

3.3.4 小结74

3.4 铁尾矿干粉砂浆的配比试验75

3.4.1 概述75

3.4.2 铁尾矿干粉砂浆配比设计76

3.4.3 铁尾矿干粉砂浆试样的强度性能检测80

3.4.4 铁尾矿干粉砂浆各强度等级推荐配比81

3.4.5 铁尾矿干粉砂浆各强度等级推荐配比耐久性能试验83

3.4.6 小结85

3.5 骨料颗粒区间分布对铁尾矿干粉砂浆性能的影响86

3.5.1 灰色关联分析的基本原理86

3.5.2 骨料颗粒区间与干粉砂浆性能灰色关联分析87

3.5.3 结果与分析88

3.5.4 小结92

3.6 铁尾矿干粉砂浆的生产条件92

3.6.1 生产推荐配比92

3.6.2 生产工艺93

3.6.3 应用技术要求94

3.6.4 铁尾矿干粉砂浆社会效益和经济效益分析95

3.6.5 配套设施96

3.6.6 小结97

第4章 用铁尾矿配制喷射混凝土100

4.1 概述100

4.1.1 背景100

4.1.2 研究现状103

4.1.3 研究的目的和意义108

4.2 原材料与试验方法109

4.2.1 试验原材料109

4.2.2 试验仪器114

4.2.3 试验方法116

4.2.4 试验配比计算118

4.2.5 小结119

4.3 试验结果与分析119

4.3.1 混凝土的工作性能119

4.3.2 混凝土强度试验结果与分析120

4.3.3 混凝土耐久性能试验结果与分析121

4.3.4 小结125

4.4 混凝土试样微观分析125

4.4.1 试验设备125

4.4.2 混凝土试件的XRD及SEM分析结果126

4.4.3 小结128

4.5 喷射混凝土在隧道支护中的应用条件129

4.5.1 喷射混凝土的特点及作用机理129

4.5.2 高性能喷射混凝土130

4.5.3 喷射混凝土工艺分类及选择133

4.5.4 湿式喷射混凝土工艺的确定135

4.5.5 小结137

4.6 结论和展望138

4.6.1 结论138

4.6.2 应用前景139

第5章 固结超细铁尾矿特种水泥的研究142

5.1 原材料与试验方法142

5.1.1 试验原材料142

5.1.2 试验仪器144

5.1.3 试验方法145

5.1.4 小结145

5.2 固结超细铁尾矿特种水泥的研制146

5.2.1 特种水泥的配制146

5.2.2 特种水泥固结标准砂试验149

5.2.3 超细铁尾矿固结试验151

5.2.4 特种水泥成本分析155

5.2.5 小结156

5.3 晶核素在特种水泥中的作用机理分析156

5.3.1 两种水泥配比的设计156

5.3.2 两种水泥强度分析157

5.3.3 两种水泥SEM微观分析158

5.3.4 小结162

5.4 结论和展望163

5.4.1 结论163

5.4.2 应用前景和社会经济效益164

第6章 固结含泥土尾矿的胶凝材料168

6.1 概述168

6.1.1 土壤固结材料的研究现状168

6.1.2 研究意义171

6.1.3 研究内容和方法172

6.2 全砂土固结粉力学性能的试验174

6.2.1 试验材料选用174

6.2.2 固结体基本力学性能试验178

6.2.3 全砂土固结粉与普通42.5级水泥性能对比试验181

6.2.4 全砂土固结体中钙矾石的形成184

6.2.5 全砂土固结粉的水化硬化机理研究188

6.3 全砂土固结粉耐侵蚀性能研究191

6.3.1 试验数据及结果分析191

6.3.2 全砂土固结粉耐酸、碱、盐溶液侵蚀机理研究198

6.4 全砂土固结粉抗冻性能研究206

6.4.1 试件制备与冻融循环处理206

6.4.2 抗冻融试验结果207

6.4.3 产生冻融循环破坏的原因分析209

6.4.4 结论210

6.5 全砂土固结粉在工程应用中的试验研究210

6.5.1 在充填采矿中的应用研究211

6.5.2 全砂土固结粉在公路路基加固中的应用研究213

6.5.3 全砂土固结粉在土壤加固工程中的应用研究216

6.6 结论218

6.6.1 全砂土固结粉物理、力学性能优越性219

6.6.2 与传统胶凝材料相比，全砂土固结粉所特有的性质219

6.6.3 全砂土固结粉的耐腐蚀性能219

6.6.4 全砂土固结粉的抗冻性能220

6.6.5 全砂土固结粉的应用试验研究220

第7章 特种水泥配制高性能混凝土223

7.1 概述223

7.1.1 水泥与混凝土发展现状223

7.1.2 目前混凝土耐久性存在的问题225

7.1.3 高性能混凝土国内外研究现状228

7.1.4 高性能混凝土与可持续发展230

7.1.5 问题的提出233

7.1.6 恒生然高性能混凝土简介234

7.1.7 研究的内容及采取的技术路线235

7.2 高性能混凝土配合比设计236

7.2.1 研制高性能混凝土的主要技术途径和措施236

7.2.2 高性能混凝土的原料选择和配合比设计239

7.2.3 恒生然高性能混凝土配合比设计249

7.3 恒生然高性能混凝土耐久性试验研究250

7.3.1 新拌高性能混凝土工作性能250

7.3.2 高性能混凝土的强度257

7.3.3 高性能混凝土的耐侵蚀性能261

7.3.4 高性能混凝土的抗碳化性能267

7.3.5 高性能混凝土的抗冻性能270

7.3.6 高性能混凝土的抗渗性能278

7.3.7 高性能矿渣水泥经济性分析281

第8章 全尾砂充填材料284

8.1 概述284

8.1.1 充填采矿法发展现状与前景284

8.1.2 矿山胶结充填中存在的问题及改进方向287

8.1.3 国内外充填材料的研究概况与存在的问题及其发展趋势287

8.2 矿山开采现状及存在的问题293

8.2.1 焦家金矿概况293

8.2.2 地质与开采技术条件294

8.3 焦家金矿恒生然尾砂胶结充填材料的试验297

8.3.1 充填材料研究现状297

8.3.2 试验研究方法298

8.3.3 正交试验设计的基本原理及方差分析简介299

8.3.4 试验设计及试验安排301

8.3.5 恒生然胶凝材料性能试验315

8.3.6 恒生然尾砂胶结充填料的性能试验322

8.3.7 技术经济分析327

8.4 恒生然充填胶结材料凝结机理分析328

8.4.1 矿渣的胶凝机理分析328

8.4.2 粉煤灰的胶凝机理分析334

8.5 结论349

后记355