高硅铁尾矿辅助胶凝材料的制备及其作用机理研究

In the research, grinding will be adopted as the main means of mechanochemical activation to process the high-silicon iron tailings, and the high-silicon iron tailings powder, as a supplementary cementing material, is used for the preparation of cement-based compound cementitious materials . The mineralogical properties of high-silicon iron tailings before and after mechanical grinding, such as chemical compositions, mineral compositions, crystallinity, and particle size, will be explored, and the effects of mechano-chemistry of high-silicon iron tailings will also be researched, which are the foundation of study on mechanism of high-silicon iron tailings in cement-based compound cementitious materials. The influence rules of high-silicon iron tailings activated mechanochemically on binder particle grading, hydration heat, hydration products, and microstructure of hardened binder paste will be studied, and then mechanism of high-silicon iron tailings acting in cement-based compound cementitious materials will be further revealed. The research achievement will provide theoretical foundation for utilization of high-silicon iron tailings in cement-based compound cementitious materials, and is of great scientific significance to recycling of high-silicon iron tailings.

本项目采用机械力化学方法制备高硅铁尾矿粉，将其作为辅助胶凝材料与水泥共同组成复合胶凝材料。探索机械力化学作用前后高硅铁尾矿的化学组成、矿物组成、结晶程度及颗粒粒度等矿物学特性，分析高硅铁尾矿机械力化学效应，为揭示高硅铁尾矿在复合水泥胶凝材料中的作用机理奠定基础；探索高硅铁尾矿作为辅助胶凝材料对复合水泥胶凝材料的粉体颗粒级配构成、水化放热、水化产物生成、硬化浆体微观形貌及其细微观结构的形成等规律的影响，系统阐明水泥-高硅铁尾矿复合胶凝材料水化胶凝的发生及发展进程，从而揭示高硅铁尾矿在复合水泥胶凝材料中的作用机理。本项目研究成果将为高硅铁尾矿在水泥基材料中的应用提供坚实的理论基础，对于高硅铁尾矿的资源化具有重要的科学意义。

本项目以高硅铁尾矿机械力化学活化及水泥-铁尾矿粉复合胶凝材料水化过程为核心研究内容，以探索高硅铁尾矿机械力化学活化效应及揭示水泥-铁尾矿粉复合胶凝材料水化胶凝机理为主要研究目标，重点解决了高硅铁尾矿超细粉磨过程中颗粒粒度分布、粉磨极限及粉磨效应的控制，以及活化的高硅铁尾矿粉对水泥基复合胶凝材料水化进程的影响等关键科学问题。进行了机械力化学活化过程中各项参数的控制及优化，实现对高硅铁尾矿机械力化学活化效应的认识，包括物理效应和晶体结构效应；完成了水泥-铁尾矿粉复合胶凝材料水化进程的研究，包括水化放热规律、物质变化规律及水化动力学过程等；完成了对复合胶凝材料硬化浆体微观结构，以及界面过渡区的研究；完成了铁尾矿粉颗粒粒径分布与水泥-铁尾矿粉复合胶砂强度的关联分析；完成了掺机械力化学活化的高硅铁尾矿粉的混凝土的性能（强度，耐久性）研究。本项目研究过程中，进行了大量科学试验，以及系统深入的理论分析，通过研究，认识了高硅铁尾矿机械力化学活化的机理及其在水泥基材料中的辅助胶凝作用本质。本项目研究成果为高硅铁尾矿在水泥基材料中的应用提供了可靠的理论基础，对于高硅铁尾矿的资源化具有重要的科学意义。