无机结合料铁尾矿砂强度形成机理及基层优化设计研究

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1、硕士学位论文无机结合料铁尾矿砂强度形成机理及基层优化设计研究RESEARCHONTHESTRENGTHMECHANISMOFINORGANICBINDERIRONTAILINGSANDTHEOPTIMIZATIONDESIGNAPPLICATIONTOTHEBASELAYER姜伟强哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：U416.2学校代码：10213国际图书分类号：625密级：公开工程硕士学位论文无机结合料铁尾矿砂强度形成机理及基层优化设计研究硕士研究生：姜伟强导师：谭忆秋教授申请学位：工程硕士学科：交通运输工程所在单位：交通科学与工程学院答辩日期：2018年6月授予学位

2、单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:U416.2U.D.C:625DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONTHESTRENGTHMECHANISMOFINORGANICBINDERIRONTAILINGSANDTHEOPTIMIZATIONDESIGNAPPLICATIONTOTHEBASELAYERCandidate：JiangWeiqiangSupervisor：Prof.TanYiqiuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialit

3、y：TransportationEngineeringAffiliation：SchoolofTransportationScienceandEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要铁尾矿砂作为固体废弃物，由于没有合理的利用方法，使得铁尾矿砂被大量弃置堆积，危害周边环境，所以对铁尾矿砂寻求合理的利用途径至关重要。近年来，有学者进行了将铁尾矿砂应用基层材料的研究，但对于无机结合料铁尾矿砂强度的理论基础和铁尾矿砂应用于基层工程的技术标

4、准的研究有所欠缺。为此，本文开展了无机结合料铁尾矿砂强度形成机理以及应用于基层的优化设计研究，探讨无机结合料铁尾矿砂与普通砂屑强度机理差异性，阐明无机结合料铁尾矿砂的配伍性，建立铁尾矿砂应用基层材料技术标准，具体研究内容及成果如下：基于水泥砂浆试件的制备规范，制备了统一水灰比与砂量的水泥铁尾矿胶砂和水泥普通砂屑胶砂试件，利用XRD、SEM以及压汞试验方法，研究铁尾矿砂与普通石屑在水泥胶凝体系中作用机理的差异性，揭示水泥铁尾矿砂砂浆材料强度形成的机理，研究表明水化产物（C-S-H）产量、水化产物分布状态、细观孔结构中多害孔比例与胶砂材料的强度密切相关。结合水泥胶砂材料的设计，以石

5、灰、粉煤灰取代一定量的水泥设计水泥石灰、水泥粉煤灰胶砂材料，研究不同无机结合料铁尾矿砂在胶凝体系的配伍性，为铁尾矿砂基层应用提供理论指导，研究表明石灰、粉煤灰不同的取代量对无机结合料铁尾矿胶砂材料的强度影响显著，在强度机理上则体现为水化产物的分布形式及细观孔结构多害孔比例。根据无机结合料铁尾矿砂强度形成机理，采用星点设计——效应面优化法，研究铁尾矿砂用于基层材料设计的应用标准，探讨铁尾矿砂特性对基层材料耐久性的影响规律，结合铁尾矿砂基层材料的抗压强度和耐久性结论，得出了铁尾矿砂应用于基层设计的应用标准。依托吉林省辉白高速公路，铺筑了两段铁尾矿砂基层实体工程，根据现场的检测结果知

6、，铁尾矿砂用于基层工程满足使用要求，分析铁尾矿砂的造价成本，显示铁尾矿砂的应用于道路基层工程产生巨大的经济效益，应用前景较广。本文通过研究铁尾矿砂的无机结合料的强度形成机理，以及铁尾矿砂工程优化设计应用，为铁尾矿砂的实际工程应用提供了良好的理论依托，对建设工程有一定的指导意义。关键词：铁尾矿砂；强度形成机理；配伍性；优化设计；应用标准-II-AbstractAbstractIrontailingsasasolidwaste,becauseoflackingreasonableandeffectivemethodsinusingtheirontailings,makingalar

7、genumberofironoretailingsdepositedandendangerthesurroundingenvironment,sofindareasonablewayinusingisessential.Inrecentyears,somescholarshaveappliedironoretailingstotheapplicationofbasematerials.However,thetheoreticalbasisforthestrengthofironoretail