工业铁尾矿砂与磷石膏无机混合料路用,可消纳大宗工业固体废弃料,节约土体资源,实现高效性能与绿色环保的统一。采用室内单元体宏观效应试验、细微观结构试验方法,结合多元组分紧密堆积理论、细观图像数字处理技术与分形理论分析方法,开展了铁尾矿多元混合料系统的物理化学活性叠加效应与碱盐复合激发研究。 以铁尾矿砂(T)石灰(L)碱性激发系统L-T为对象,揭示了铁尾矿砂似粉煤灰(F)的化学活性,致密咬合嵌固物理效应更优的物化活性特征;确定高液限黏土(Cs)低剂量石灰系统(L-Cs)的水理性质与组织改善的“改性点”特征组分L3%与3d改性周期;重点阐述了铁尾矿砂LCS-T系统改性含结合水物料填充与微集料约束叠加增强效应,LCS-T半刚性材料性能优于传统二灰土。 分析了工业废弃料磷石膏(P)替代硫酸钠硫酸盐激发相容机制,提出了矿物集料(A)硫酸盐增强碱性激发稳定材料(LA-TP)。提出了二重分形分布相对维数D,结合细观结构特征CT成像技术,揭示了系统(LA-TP)级配细微变化的致密堆积特征,提出了F2.35=8%系统致密与组构妥洽最佳;阐明了硫酸盐激发结晶填充密实、“显微加筋”组织改善及系统水理性质变化规律,强调了系统(水泥)高效碱性激发灰结效应的组分配伍禁忌原则,提出了硫酸盐增强碱性激发材料系统增强与改性双控分步稳定机理。 采用高效活性激发剂(2%水泥)对铁尾矿砂表面进行集料活化(TEC),二次混配成(SLCs-CT)系统,对比分析普通混配系统及SLCs-T系统的微结构,揭示了TEC表面活化对界面微结构改善、产物(CSH,AFt)分布特征及其水化反应进程的影响规律,建立了SLCs-CT系统的水化反应模型。采用宏观强度试验,揭示TEC表面活化的集料胶结与集料约束耦合“骨架支撑”效应。采用TCLP和Tank淋滤试验对系统应用的环境安全进行评价。 项目研究成果为低成本、节能、绿色路用材料研发、组分设计等提供了理论基础与技术支撑。 2100433B