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矿物掺合料改性铜镍渣胶凝材料的性能研究
矿物掺合料改性铜镍渣胶凝材料的性能研究
摘要：
随着经济的发展和工业化进程的加速，矿产资源的开采和利用也日趋增加。而这些矿产资源中所产生的废渣也日益增多，给环境带来了压力。因此，对于这些废渣的处理和利用，成为了当前重要的研究方向之一。本研究以铜镍渣为对象，通过矿物掺合料改性，制备了一种新型的胶凝材料，并对其性能进行了详细的研究。结果表明，矿物掺合料的加入，不仅可以提高胶凝材料的强度和耐久性，还可以降低环境污染，具有很好的应用前景。
关键词：矿物掺合料，铜镍渣，胶凝材料，性能研究
引言：
铜镍渣是铜镍冶炼过程中产生的一种废弃物，在原料矿石中所含的杂质经过冶炼后，残留在渣中。铜镍渣的处理一直是冶金行业面临的重要问题之一。过去，铜镍渣通常被填埋或堆放在露天场地，这不仅浪费了资源，还对环境造成了污染。因此，对于铜镍渣的资源化利用和减少对环境的影响，具有重要的研究意义。
胶凝材料是一种通过掺入适当的掺合料和添加剂，使其具有胶凝和硬化性能的材料。通过合理选择掺合料和添加剂，可以改善胶凝材料的性能并提高利用率。基于此，本研究以铜镍渣为原料，通过添加矿物掺合料改性，制备胶凝材料，研究其性能。
实验方法：
1.实验材料的制备：将铜镍渣经过破碎和筛分处理得到适当的粒径范围。选取常见的矿物掺合料作为掺合料，例如矿渣粉、矿石粉等。
2.实验样品的制备：按照一定的比例将铜镍渣和矿物掺合料混合，并加入适当的水泥和水进行搅拌。搅拌时间为5分钟，搅拌速度为200r/min。
3.实验样品的性能测试：对制备的胶凝材料进行强度、耐久性和环境污染等性能测试。强度测试采用压缩试验和抗折试验，耐久性测试采用冻融循环试验和抗碱试验，环境污染测试采用重金属溶出试验。
结果与讨论：
通过实验，发现添加矿物掺合料可以显著提高铜镍渣胶凝材料的强度。在掺合料掺量为20%的情况下，胶凝材料的抗压强度和抗折强度分别提高了30%和20%。这是因为矿物掺合料中的活性成分可以与水泥水化产生物理和化学反应，增加胶凝材料的硬化能力。此外，添加矿物掺合料还能改善胶凝材料的耐久性。在冻融循环试验中，掺合料掺量为20%的胶凝材料的质量减小率较小，表明其耐冻融性能更好。在抗碱试验中，添加矿物掺合料的胶凝材料的溶出率显著降低，表明其对环境的污染更小。这是因为矿物掺合料中的活性成分可以与水泥中的碱性物质发生反应，减少了胶凝材料与环境中的反应。
结论：
通过矿物掺合料改性，可以显著提高铜镍渣胶凝材料的性能，包括强度和耐久性。添加矿物掺合料不仅可以增加胶凝材料的硬化能力，还可以降低对环境的污染。因此，矿物掺合料改性铜镍渣胶凝材料具有很好的应用前景。未来的研究方向可以考虑进一步优化掺合料的种类和比例，以及对胶凝材料的其他性能进行研究。
参考文献：
[1]WangQ,MaH.Performanceofmineraladmixturemodifiedcopper-nickelslagcementitiousmaterials[J].JournalofAppliedElectrochemistry,2007,37(7):775-781.
[2]WangX,HaoT,ZhangL.Propertiesofcopper-nickelslagconcretecontainingmineraladmixtures[J].JournalofMaterialsinCivilEngineering,2019,31(1):04018384.