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摘要
通过活性激发和材料间的协同组合效应,文章利用粉煤灰、矿渣粉、电石渣和复合激发剂制备低成本矿山充填胶凝材料——FGC胶结剂,实现了大宗固废的合理处置和物尽其用。采用响应面优化法进行配方设计,得到FGC胶结剂的适宜配比为:粉煤灰60%、矿渣粉20%、电石渣10%、复合激发剂10%。胶结剂与尾砂质量比为1∶4～1∶8,料浆浓度为67%～70%,充填体28 d抗压强度达0.68～2.63 MPa。适当调整物料配比,可以得到满足不同采空区充填要求。在较高的料浆浓度和较小的胶砂比时,FGC胶结剂用量明显低于普通硅酸盐水泥,充填成本大幅降低。重金属固化实验结果表明,FGC胶结剂对Pb2+的固化能力优于普通硅酸盐水泥。借助XRD和SEM对胶结剂水化产物微观结构和重金属固化机理进行了分析。表明对体系强度起到关键作用的水化产物为水化C-S-H凝胶、水化C-A-H凝胶和AFt;对Pb2+固化起到重要作用的是凝胶类物质和沸石类物质。FGC胶结剂在矿山回填和重金属固化方面具有较大潜力。
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