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膏体充填材料力学和变形性能的研究综述赵雪飞【期刊名称】《《四川建材》》【年(卷),期】2019(045)008【总页数】2页(P67-68)【关键词】膏体充填材料; 力学参数; 变形性能【作者】赵雪飞【作者单位】中原工学院信息商务学院河南郑州450007【正文语种】中文【中图分类】TD823.70 前言在充填采矿领域,从传统的低浓度胶结充填，到近十几年出现的高浓度全尾砂胶结充填、块石砂浆胶结充填和膏体泵压输送胶结充填[1],充填技术发展迅速。
而膏体泵压输送胶结充填凭借自身优点，发展尤为迅速，成为充填采矿技术发展的主要方向。
膏体充填[2]，作为21世纪绿色开采新技术，就是把煤矸石、电厂尾料或者用尾矿砂等固体废弃物加工成的膏状物，利用泵送管中的压力和膏体自身重力的作用送到井下工作面，充填采空区的一种新型采矿方法，既解决了地面上固体废弃物的污染问题，又保障了采矿区不塌陷。
对于该项开采新技术来说，充填材料的性能是核心关键点，因此，为能更好地推广膏体充填这一技术，对膏体充填材料的基本特点、力学和变形性能有更深入的认识，本文整理国内的研究成果并进行简单分析。
1 膏体充填材料的特点膏体充填材料作为膏体充填开采技术的重要组成部分，对其研究具有重要的理论意义与实用价值。
膏体充填材料(Cemented Paste Backfill)简称CPB，是以骨料与胶凝材料、矿物掺合料及外加剂和水拌和在一起配制而成的一种膏状的、经凝结固化后具有低强度的水泥基材料[9]。
对于充填材料的研发，其掺入其内的骨料应尽可能利用矿井固体废弃物，以减少污染。
通常，膏体充填材料具备以下技术特点[2]：1)浓度高。
目前膏体充填材料质量浓度>75%，最高浓度可达88%左右。
2)流动状态为柱塞结构流。
由于料浆之间粘聚力较大，在管道流动时，呈整体平推运动，同一横截面上的料浆具有相同的流速。
3)料浆不沉淀、不泌水、不离析。
4)无临界流速。
骨料最大颗粒料粒径达25 mm，流速小于1 m/s，仍能够正常输送。
复合掺合料和矿物掺合料的合理应用一复合掺合料的技术参数（一）复合掺合料的质量指标复合掺合料是把粉煤灰、矿粉和硅灰或者其中的两种按照一定的比例混合形成的复合胶凝材料，其质量指标见表1。
表1 复合掺合料质量指标项目级别S105 S95 S75密度（g/cm3）不小于 2.8 比表面积（m2/kg）不小于350 细度（0.045mm方孔筛筛余）（%）不大于10活性指数（%）7d 不小于90 70 50 28d 不小于105 95 75流动度比（%）不小于85 90 95含水量（%）不大于 1.0三氧化硫（%）不大于 3.0氯离子（%）不大于0.02烧失量（%）不大于 5.0注：①氯离子含量为选择性指标。
当用户有要求时，供货方应提供氯离子数据。
②高钙粉煤灰不宜用于复合掺合料。
（二）试验依据（1）细度（筛余）试验方法按《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596）进行。
（2）其他项目按《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》（GB/T 18046）进行。
二矿物掺合料在混凝土中的合理使用（一）适用范围掺矿物掺合料混凝土适用于大体积混凝土、地下工程混凝土、水下工程和有氯盐侵蚀环境的混凝土、道路和桥梁以及市政工程混凝土、高强、高性能混凝土等。
掺矿物掺合料混凝土用于预应力钢筋混凝土时，放张或张拉预应力前，混凝土强度和弹性模量必须达到设计要求。
如设计无具体要求，其强度应达到设计标准值的80%。
（二）配合比设计中的使用1.使用原则掺矿物掺合料混凝土设计要求的强度等级、强度保证率、标准差等指标应符合《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55）的规定，配合比设计以基准混凝土配合比为基础，按等稠度、等活性、等强度的等级原则等效置换。
2.使用步骤（1）根据设计要求，首先确定基准混凝土配合比设计中基准水泥的用量。
（2）按矿物掺合料的活性系数确定取代水泥百分率的推荐范围，见表2。
（3）按所选用的取代水泥百分率，求出每立方米混凝土中掺矿物掺合料混凝土的水泥用量。
超高性能混凝土（ultra-high performance concrete, UHPC）是一种具有高强度、韧性和耐久性的新型水泥基复合材料[1]。
UHPC的发明，满足了结构向更大跨度、更高高度和更高性能发展的需要，经过近40年的发展，现已应用于建筑构件、桥梁及防爆工程等部位[2,3]。
UH⁃PC具有优异的强度和耐久性，在配制中具有如下特点[4–6]：①需要添加大量水泥（800kg/m3~1000kg/m3）及矿物掺合料；②水胶比低（不超过0.2）；③去除粗骨料等。
这就使得UHPC在配制中需要大量优质原材料，如水泥、石英砂及纤维等，导致UHPC的配制成本较普通混凝土大大提高[7]，限制了UHPC在实际工程中的进一步应用。
因此，寻求来源广泛且价格低廉的替代材料，是UHPC当前及以后的重点研究方向。
工业固体废弃物（以下简称固废）是指在工业生产等过程中产生的固体废弃物，包括但不限于硅灰、粉煤灰、矿渣、锰渣及磷石膏等[8]。
我国每年固废排放量约为33亿吨，累积堆存量超600亿吨，实现固废的资源化利用是当前研究的热点和难点问题[9–11]。
随着原料的日趋减少和环境保护意识的增强，绿色发展已然成为一种趋势。
2020年9月，在联合国第75届大会上，我国提出了2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的双碳战略目标。
固废资源化利用作为一项绿色产业是变废为宝、兴利除弊的重要突破口，不仅经济利益可观，而且还可以大量节省矿产资源，减少环境污染，降低安全风险[12]。
采用固废替代水泥或矿物掺合料，制备满足性能要求的UHPC具有良好的应用前景。
本文总结了各类固废材料对UHPC工作性能、力学性能及体积稳定性的影响，并对其相应的作用机理予以分析，旨在提高固废的资源化利用程度，同时也能进一步拓展UHPC的应用空间。
1工作性能张吉松等[13]将硅灰、稻壳灰和高岭土添加至UH⁃PC，结果发现，控制扩展度在250mm~280mm，随着硅灰掺量的增加，减水剂用量减少，可能是由于硅灰颗粒粒径较小，其球形的微观形态起到颗粒间的润滑作用；卫煜[14]将钢渣、矿渣及粉煤灰粉磨制得矿物掺合料，并采用内掺法替代部分硅灰添加至UHPC，试验结果显示，与单掺20%硅灰相比，掺超细掺和料的拌合物流动度提高34.28%，表明矿物掺合料对提高工作性能有利；肖锐等[15]研究了粉煤灰对UHPC流动性的影响，发现其取代水泥能提高UHPC的流动度。
协同互补利用大宗固废制备绿色建材关键技术研究与应用结题报告题目：协同互补利用大宗固废制备绿色建材关键技术研究与应用结题报告一、引言随着社会经济的快速发展，建筑行业对建材的需求持续增长，然而传统建材的生产方式不仅消耗大量的自然资源，还会产生大量的固废。
因此，研究如何利用大宗固废制备绿色建材，对于推动可持续发展和保护环境具有重要意义。
本报告将介绍协同互补利用大宗固废制备绿色建材的关键技术研究与应用。
二、技术研究1. 技术方案本研究采用协同互补的方法，将大宗固废与绿色建材制备技术相结合，旨在开发一种高效、环保的绿色建材制备技术。
具体而言，首先对大宗固废进行分类和预处理，然后采用热压成型、烧结、熔融等方法制备绿色建材。
2. 技术实施在实施阶段，我们选择了几种典型的大宗固废，如粉煤灰、矿渣和建筑垃圾等，进行了详细的实验研究。
通过调整工艺参数，优化配方，成功制备出了性能优良的绿色建材。
同时，我们还研究了固废的化学组成、矿物组成、物理性质等对绿色建材性能的影响，为进一步优化制备技术提供了理论依据。
三、应用研究1. 应用实例本研究将制备的绿色建材应用于实际工程中，如建筑的外墙、内墙、地面等部位。
通过实验和工程实践证明，这些绿色建材具有良好的抗压、抗折、防火、隔音等性能，能够满足工程要求。
2. 应用效果通过应用实例可以看出，利用大宗固废制备的绿色建材具有良好的环保性能和经济性能。
首先，利用大宗固废制备绿色建材可以减少对自然资源的依赖，降低生产成本；其次，这些绿色建材在使用过程中不会产生有害物质，对环境友好；最后，这些绿色建材的性能可与传统的建材相媲美，甚至更优，能够满足各种工程要求。
四、结论与展望本研究通过协同互补利用大宗固废制备绿色建材的关键技术研究与应用，成功开发出一种高效、环保的绿色建材制备技术。
该技术不仅降低了生产成本，还减少了环境污染，具有良好的经济效益和社会效益。
未来，我们将继续深入研究大宗固废的利用技术，拓展绿色建材的应用领域，为实现建筑行业的可持续发展做出更大的贡献。
超细复合矿物掺合料的制备及其在水泥工业中的应用
诸葛喜峰;姜宏健;袁清坤;葛建;范利丹
【期刊名称】《中国水泥》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】水泥行业正致力于推动低碳化和超低排放,通过研发新型低碳材料、利用工业固废资源,降低熟料消耗量和污染物排放,以实现绿色可持续发展。
采用粉煤灰、水渣矿粉、脱硫石膏及外加剂等组分材料经科学配比、良好的质量控制制备而成的超细复合矿物掺合料,通过部分取代熟料生产低碳水泥,分析超细复合矿物掺合料取
代率对水泥性能的影响。
结果表明:在三家水泥企业生产的P·O42.5水泥中,掺入20%超细复合矿物掺合料取代水泥熟料,28d抗压强度分别提升4.7%、3.0%和
3.6%,28d抗折强度分别提升6.67%、6.0%和7.1%。
超细复合矿物掺合料具有取代水泥熟料的良好可行性。
【总页数】4页(P55-58)
【作者】诸葛喜峰;姜宏健;袁清坤;葛建;范利丹
【作者单位】焦作百奥恒新材料有限公司;河南理工大学土木工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ172.44
【相关文献】
1.超细矿物掺合料的制备及其用于UHPC中的试验研究
2.碳酸锂和超细矿物掺合料对快硬硫铝酸盐水泥性能的影响
3.超细复合矿物掺合料在实体混凝土结构中的应用评价
4.超细复合掺合料在水泥和不同强度等级混凝土中的应用研究
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固体废弃物的资源化利用———评《固体废弃物在绿色建材中的应用》倪红(广东工业大学建筑与城市规划学院,广东广州510006)随着我国城镇化建设的稳步推进,固体废弃物数量也伴随着城市建设和各种产业的扩张呈指数增长。
由于固体废弃物成分复杂,处理难度大,造成了其整体利用率低、堆放占用土地资源、污染环境等一系列问题。
因此,如何能将固体废弃物转化为资源,使其应用于生产服务中,提高其循环利用效率成为主流学术界正在探索的方向。
李秋义、王亮编著的《固体废弃物在绿色建材中的应用》一书将固体废弃物应用于生产绿色建材,并从固体废弃物的定义、再生骨料的性能及制备、碱激发再生骨料混凝土、石油焦脱硫灰渣的应用等多个方面阐述了最新的科研成果,为固体废弃物在生产过程的利用提供了多维度思路,具有一定的指导意义。
笔者通过学习,认为该书观点清晰,实用性较强,可以拓展广大读者在绿色建材领域的认知,尤其是以下几个方面更加值得关注。
1固体废弃物的来源尧生产与处理利用目前,工业固体废弃物、危险固废、城市建筑垃圾和医疗废弃物是我国固废的主要来源,该书主要介绍的是工业固废与建筑垃圾。
工业固体废弃物指的是在正常的工业生产活动中所产生的固体废弃物,可以细分为一般工业废弃物和工业有害固体废弃物。
原有的工业固体废弃物除少部分得到利用外,其他均以消极堆存处理,部分工业有害固体废弃物还需经过其他处理。
随着国家对环境保护、污染治理日渐重视,综合利用仍是处理一般工业固废的主要途径,例如:粉煤灰可用于保温墙体、混凝土等建材产品的生产;粒化高炉矿渣可用于保温耐火材料、建筑砂石骨料、金属化合物的制造;炉渣可被用于生产墙体材料、混凝土大型墙板等。
城市建筑垃圾指的是在城市建设过程中由各种施工产生的废弃物,可以细分为土地开挖垃圾、旧建筑物拆除垃圾等五类。
目前,我国的城市建筑垃圾回收利用率并不高,但随着对城市建筑垃圾处理越来越规范化,建筑垃圾的回收再利用也受到了建筑工程领域的重视,例如:废砖可视其完整性作为砖块利用,或作为制备轻质砌块、废渣混凝土多孔砖的主要原料;废塑料可用于制备新型复合材料等。
全固体废弃物绿色建筑砂浆的试验研究摘要：建筑砂浆是建筑工程中用量较大的建筑材料之一。
粉煤灰和矿渣是我国排放量较大的主要工业废渣，利用其潜在的化学活性，加入少量激发剂配制出废渣水泥，用以取代建筑砂浆中的水泥和石灰。
并以全固体建筑废弃物为原料，经科学配制、破碎筛分加工作为建筑砂浆骨料，用以取代传统砂浆中的骨料。
可形成不同强度等级的建筑砂浆。
用新型胶凝材料与建筑垃圾配制的建筑砂浆，其施工和易性良好，其七天抗压强度比同等强度普通水泥砂浆高，其它性能尚待研究。
一概述随着基本建设的日益发展，建筑用砂的量不断增大，经北京为例，每年给需要6000万吨。
不少地区经过几十年的大量开采，天然砂浆资源以接近耗尽，我国每年砂浆的生产会浪费一亿吨以上的水泥，不公耗费大量能源、资源，而多排放的一亿吨大量co2严重的污染环境。
将建筑垃圾破碎后经过筛分得到的细骨料（称为再生砂）部分或全部取代天然砂，用来生产砂浆（称为再生砂浆），对永久节省天然砂浆资源，减轻固体废弃物对环境的污染，提高建筑砂浆的绿色化程度，发展循环经济具有非常积极的意义。
目前人工砂在砂浆中应用有一些研究，但再生砂性能与人工砂存很大不同，用再生砂配制砂浆的研究极为欠缺，仅有研究结果表明，用废砖粉取代305一下的砂配制的砂浆，其保水性得以改善，但是强度低。
因此就再生砂的不同种类和掺量对砂浆性能的影响进行了系统的实验研究。
本课题拟用建筑垃圾作为再生骨料，进行建筑砂浆的制作。
讲废弃建筑垃圾经过裂解、清洗、破碎、分级后，按一定的比例混合形成的骨料称不再生骨料。
利用建筑垃圾生产加工再生骨料是一种很有效的建筑垃圾资源化的途经。
二研究意义可持续发展是未来社会经济发展的根本战略。
混凝土可持续发展的出路就是应用现代混凝土的科学技术增加的使用寿命，尽量减造成修补或拆除的浪费和建筑垃圾，大量应用优质的工业废品和废弃物，尽量减少自然资源和能源的消耗，减少对环境的污染，这也就是我国吴中伟院士提出的“绿色高性能混凝土的概念”。
工业固体废料在混凝土中的应用贺爱平;熊云先【摘要】将工业固体废料应用到混凝土中,尽可能的减少高能耗高污染的水泥用量,减少拌制混凝土对其它自然资源与工业材料的使用量是生产绿色混凝土的重要途径之一.介绍中国工业固体废料作为绿色混凝土材料的应用状况,及对黄磷工业废料——磷渣用作混凝土矿物掺合料的试验与应用实例,提出进一步加强工业固体废料在混凝土工程中综合利用的几点看法.【期刊名称】《资源环境与工程》【年(卷),期】2013(027)001【总页数】4页(P78-81)【关键词】工业固体废料;绿色混凝土;矿物掺合料;综合利用【作者】贺爱平;熊云先【作者单位】中南冶金地质研究所,湖北宜昌443000;湖北宜通建设工程有限责任公司,湖北宜昌443000【正文语种】中文【中图分类】TU528.0410 引言当今人类社会生产生活对各种材料的巨大需求造成资源短缺、生态恶化，为此，国际社会及中国政府把发展绿色材料作为可持续发展的战略。
所谓绿色材料是指“在原材料采用、产品制造、使用或者再生循环以及废料处理等环节中，对地球负荷最小和最有利于人类健康的材料”[1]。
混凝土是当代最大的人造工程材料，生产硅酸盐水泥消耗大量自然资源和能源，是工业“三废”污染的主要源头之一。
把工业固体废料应用到混凝土中，替代部分水泥胶凝材料或作为特种骨料，或尽可能地减少拌制混凝土时对其它自然资源与工业材料的使用量，是生产环境友好型绿色混凝土的有效途径。
绿色混凝土可充分利用工业固体废料和其它二次资源，最大限度地减少高能耗、高污染的水泥用量。
工业固体废料种类很多、排放量巨大，中国堆放经年的工业固体废料多达数十亿吨，每年还以惊人的数量在递增。
堆存工业固体废料需要占用大量土地、破坏植被、污染土壤水体与空气，管理与运营成本高，并成为次生地质灾害和火灾的安全隐患;同时工业固体废料中尚有大量可用成分，作为废料丢弃造成了资源浪费。
因此，综合利用工业固体废料，将其应用到拌制混凝土中，化害为利，化废为用，具有显著的经济、环保和社会意义。
