【摘 要】
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地质聚合物作为一种新型绿色建筑材料,其原料来源广泛、早期强度高、耐久性好,在固废资源化利用方面具有优势。本研究为实现铁尾矿砂的资源化利用,以矿渣为主要原料,铁尾矿砂为掺合料,在常温条件下制备出力学性能良好的铁尾矿砂地质聚合物。通过三因素三水平正交试验优化配合比,获得铁尾矿砂地质聚合物的强度最优配合比,并在此基础上通过配合比掺量分析,研究影响其基本力学性能的主要因素及规律。通过冻融、老化和化学侵蚀等
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地质聚合物作为一种新型绿色建筑材料,其原料来源广泛、早期强度高、耐久性好,在固废资源化利用方面具有优势。本研究为实现铁尾矿砂的资源化利用,以矿渣为主要原料,铁尾矿砂为掺合料,在常温条件下制备出力学性能良好的铁尾矿砂地质聚合物。通过三因素三水平正交试验优化配合比,获得铁尾矿砂地质聚合物的强度最优配合比,并在此基础上通过配合比掺量分析,研究影响其基本力学性能的主要因素及规律。通过冻融、老化和化学侵蚀等试验,研究了该地质聚合物的耐久性能,为其开发应用提供了参考。本文主要研究内容和结论如下:（1）制备工艺与配合比优化研究。通过试配试验,确定了该铁尾矿砂地质聚合物的制备工艺和基本配合比,基于粉煤灰掺量、水胶比和铁尾矿砂掺量为影响因素的三因素三水平正交试验,得到各因素对铁尾矿砂地质聚合物的强度影响顺序,确定三因素的最佳值。铁尾矿砂地质聚合物最优配合比为:铁尾矿砂掺量20%,粉煤灰掺量10%,矿渣掺量为70%,水胶比0.3,此时力学性能最佳,常温标准养护下28天抗压强度达到70.10MPa,强度到达P.O 42.5R水泥强度标准。（2）开展铁尾矿砂地质聚合物的基本力学性能研究。通过试验测试了铁尾矿砂地质聚合物的立方体抗压强度和抗折强度,研究了粉煤灰掺量、铁尾矿砂掺量和水胶比对铁尾矿砂地质聚合物基本力学性能的影响规律。适当的铁尾矿砂掺量和水胶比可以提高铁尾矿砂地质聚合物的基本力学性能,铁尾矿砂的最优掺量为20%,最优水胶比为0.3,粉煤灰掺量大于10%后该地质聚合物的强度将随着其掺量的增加而降低。（3）开展铁尾矿砂地质聚合物的耐久性研究。基于抗冻、抗紫外线老化和抗化学侵蚀试验,研究了铁尾矿砂地质聚合物的耐久性能。试验表明,铁尾矿砂地质聚合物的抗冻性能、抗盐酸和抗硫酸盐侵蚀性能均优于普通硅酸盐水泥;铁尾矿砂地质聚合物抗紫外线老化的强度衰减性能优于普通硅酸盐水泥,但质量损失劣于后者;铁尾矿砂地质聚合物的干燥收缩大于普通硅酸盐水泥,通过适当增加粉煤灰和铁尾矿砂的用量以及降低水胶比都可以减少该地质聚合物的干燥收缩。
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