充填體宏細(xì)觀多尺度溫度-強(qiáng)度耦合特性研究

李 智,郭勤強(qiáng),楊 勇,潘一碩,金克飛,林佶鵬

(1.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院; 2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)能源與礦業(yè)學(xué)院)

引 言

尾砂作為礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的一種固體廢棄物,目前約有50 %的尾砂被用于礦山井下充填[1],以解決采場(chǎng)地壓控制、地表沉陷及尾砂地表堆存等問(wèn)題。近年來(lái),為拓寬尾砂的處理利用方式,一些學(xué)者在充填采礦的基礎(chǔ)上提出了尾砂膠結(jié)排放技術(shù)[2],即在尾砂中添加少量膠凝材料并按比例加入水后制成料漿,使其固結(jié)體具備一定強(qiáng)度,用于露天開(kāi)采礦坑的生態(tài)復(fù)墾或地表地面塌陷區(qū)的處置等。

水泥作為目前應(yīng)用范圍最廣泛、應(yīng)用時(shí)間最早的膠凝材料之一,在尾砂處置利用過(guò)程中被廣泛使用,但其并不具備成本優(yōu)勢(shì)。相關(guān)數(shù)據(jù)表明,水泥成本占礦山總充填成本的70 %～80 %,嚴(yán)重制約了尾砂處置利用技術(shù)的推廣[3-4]。因此,許多礦業(yè)學(xué)者致力于將具有一定膠凝性能的工業(yè)副產(chǎn)品作為基礎(chǔ)材料,經(jīng)過(guò)特殊處理后,合理配比成可以達(dá)到工程需求的新型膠凝材料,用于代替或者部分代替水泥,從而達(dá)到降低膠凝材料成本和廢物利用的雙重目標(biāo),常見(jiàn)的這類(lèi)材料包括赤泥、礦渣、粉煤灰等[5-8]。礦渣是在鋼鐵煉制過(guò)程中產(chǎn)生的經(jīng)物理和化學(xué)激發(fā)后具有一定膠結(jié)性能的工業(yè)副產(chǎn)品,中國(guó)有大量的礦渣被閑置[9-10]。經(jīng)機(jī)械激發(fā)的礦渣能夠填充于尾砂顆粒的孔隙中,起到改善膠結(jié)體孔隙結(jié)構(gòu)的作用,在一定程度上可以提高充填體強(qiáng)度[11-12]。基于此,本文將以礦渣為主體、輔以一定量外加劑制成的新型膠凝材料作為膠結(jié)劑開(kāi)展相關(guān)研究,以達(dá)到節(jié)約成本和廢物利用的目的。

目前,尾砂膠結(jié)排放技術(shù)主要應(yīng)用在干旱少雨的地方,如河北省西石門(mén)鐵礦已建成年排放量50萬(wàn)t的生產(chǎn)基地[13]。隨著城市化的進(jìn)展和二氧化碳排放量的增加,溫室效應(yīng)在不斷發(fā)展,近年來(lái),許多城市夏季氣溫達(dá)到40 ℃以上,地表溫度甚至在50 ℃左右。然而,針對(duì)這些地區(qū)夏季高溫環(huán)境對(duì)膠結(jié)尾砂力學(xué)性能和耐久性影響的研究多集中在宏觀性能上,對(duì)細(xì)觀性能的影響尚缺乏深入系統(tǒng)研究。因此,有必要對(duì)膠結(jié)尾砂在高溫條件下的水化機(jī)理及細(xì)觀性能進(jìn)行探討,而膠結(jié)尾砂體系中的反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的多物理場(chǎng)耦合過(guò)程,主要包括膠凝材料水化反應(yīng)(化學(xué)場(chǎng))、溫度改變(溫度場(chǎng))、應(yīng)力狀態(tài)變化(應(yīng)力場(chǎng))等。不同物理場(chǎng)之間會(huì)相互影響,一個(gè)物理場(chǎng)的變化會(huì)直接或間接導(dǎo)致其他物理場(chǎng)的改變。例如:溫度場(chǎng)的變化會(huì)導(dǎo)致水化反應(yīng)速率的提高,促進(jìn)充填體強(qiáng)度的發(fā)展,從而引起化學(xué)場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的改變,同時(shí),水化反應(yīng)放出的熱量將會(huì)反作用于溫度場(chǎng)。因此,針對(duì)充填體進(jìn)行宏細(xì)觀多尺度溫度-強(qiáng)度耦合特性研究,為尾砂膠結(jié)排放在高溫地區(qū)或季節(jié)性高溫地區(qū)的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。

1 尾砂膠結(jié)體充填試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料

本次研究涉及的試驗(yàn)材料主要包括尾砂、膠結(jié)劑和水。其中,試驗(yàn)所用尾砂為某金礦全尾砂,膠結(jié)劑為以礦渣作為主體的新型膠凝材料,試驗(yàn)用水為普通自來(lái)水。由于尾砂粒徑分布情況、膠結(jié)劑成分和性能等參數(shù)對(duì)充填體的最終強(qiáng)度影響較大,故需要對(duì)這些材料基本物理參數(shù)進(jìn)行分析。

1.1.1 尾砂基本物理參數(shù)分析

尾砂的粒徑分布是否合理對(duì)充填體的泌水情況、抗壓強(qiáng)度有重要影響,一般評(píng)價(jià)物料的粒徑分布情況會(huì)采用不均勻系數(shù)和曲率系數(shù),前者用于描述粒徑分布的范圍,后者用于描述粒徑分布的連續(xù)性。試驗(yàn)所用全尾砂粒徑分布曲線見(jiàn)圖1。從圖1可以看出,-20 μm粒徑占比接近15 %,說(shuō)明尾砂中細(xì)顆粒含量較為合理,使用該尾砂制備的充填料漿具有一定保水性。

圖1 全尾砂粒徑分布曲線

試驗(yàn)所用全尾砂特征粒徑值見(jiàn)表1。根據(jù)計(jì)算可得,該尾砂的不均勻系數(shù)(Cu)為3.73,曲率系數(shù)(Cc)為0.89。該尾砂粒徑分布的范圍和連續(xù)性一般,因此后期進(jìn)行物料配比時(shí)需要注意粒徑分布的合理性。

表1 全尾砂特征粒徑值

1.1.2 新型膠凝材料

試驗(yàn)選用的新型膠凝材料由礦渣、水泥熟料、石膏、石灰4種主要原料按一定比例配制而成,外加少量激發(fā)劑。其中,礦渣為主體成分,其次為水泥熟料、石膏等,具體組分質(zhì)量百分比見(jiàn)表2。

對(duì)臭牡丹粗提物進(jìn)行正負(fù)兩種模式質(zhì)譜掃描，結(jié)果顯示負(fù)離子模式下響應(yīng)信號(hào)強(qiáng)，分辨率高，因此選取負(fù)離子模式進(jìn)行質(zhì)譜分析，圖2為臭牡丹粗提物的總離子流圖.

表2 新型膠凝材料各組分質(zhì)量百分比 %

為驗(yàn)證該新型膠凝材料對(duì)試驗(yàn)尾砂的膠結(jié)效果,將新型膠凝材料與強(qiáng)度等級(jí)42.5普通硅酸鹽水泥進(jìn)行對(duì)比。試驗(yàn)結(jié)果表明,在使用同種骨料、相同灰砂比,對(duì)試樣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的情況下,添加新型膠凝材料的試樣養(yǎng)護(hù)齡期為3 d、7 d、28 d時(shí),其強(qiáng)度分別是添加強(qiáng)度等級(jí)42.5普通硅酸鹽水泥試樣的2.1倍、1.8倍和1.5倍。說(shuō)明該新型膠凝材料對(duì)試驗(yàn)尾砂的膠結(jié)效果良好。

1.2 試驗(yàn)方案

本文依據(jù)尾砂膠結(jié)排放所需要達(dá)到的料漿流動(dòng)性、泌水率、試件強(qiáng)度等要求,通過(guò)前期試驗(yàn)探索,確定了本次研究的料漿濃度為78 %,灰砂比為1∶15,料漿濃度和灰砂比在本次研究中保持恒定。為研究充填體的多尺度溫度-強(qiáng)度耦合特性,本文設(shè)置了標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)(溫度(20±2)℃,濕度>95 %)和高溫養(yǎng)護(hù)(溫度(50±2)℃,濕度>95 %)2種養(yǎng)護(hù)條件,同時(shí)設(shè)置共5種養(yǎng)護(hù)齡期,研究的主要內(nèi)容包括充填體力學(xué)性能、水化產(chǎn)物種類(lèi)、水化產(chǎn)物量、細(xì)觀形態(tài)、孔隙變化等。

充填體力學(xué)性能主要是指充填體的單軸抗壓強(qiáng)度,本文測(cè)定2種養(yǎng)護(hù)條件下3 d、7 d、14 d、21 d、28 d共5種齡期試樣的單軸抗壓強(qiáng)度,以研究溫度和養(yǎng)護(hù)齡期對(duì)充填體力學(xué)性能的影響。水化產(chǎn)物種類(lèi)主要是通過(guò)X射線衍射分析(XRD)得出充填體中水化產(chǎn)物的種類(lèi),但該方式無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)定各產(chǎn)物的含量,因此需要進(jìn)一步通過(guò)熱重分析(TG)確定各水化產(chǎn)物的具體含量。XRD和TG涉及的檢測(cè)對(duì)象為2種養(yǎng)護(hù)條件下的7 d和28 d齡期試樣,通過(guò)對(duì)比水化產(chǎn)物種類(lèi)和含量的差別,研究養(yǎng)護(hù)溫度和養(yǎng)護(hù)齡期對(duì)水化產(chǎn)物的影響。細(xì)觀形態(tài)主要通過(guò)掃描電鏡(SEM)研究不同養(yǎng)護(hù)條件下不同養(yǎng)護(hù)齡期(3 d、7 d、14 d、21 d、28 d)試樣細(xì)觀形態(tài)的區(qū)別?？紫蹲兓瘎t是通過(guò)壓汞試驗(yàn)(MIP)測(cè)定2種養(yǎng)護(hù)條件下7 d和28 d齡期試樣的孔隙情況,以研究養(yǎng)護(hù)齡期和養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)試樣孔隙的影響。本次研究涉及的試驗(yàn)類(lèi)型、試驗(yàn)?zāi)康?、測(cè)試試樣種類(lèi)見(jiàn)表3。

表3 試驗(yàn)方案

1.3 試驗(yàn)設(shè)備及方法

試驗(yàn)開(kāi)始前需要對(duì)尾砂、膠凝材料等進(jìn)行烘干處理并剔除物料中含有的雜質(zhì)和大塊,以免對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成不利影響。物料處理完成后即可按照表3中的試驗(yàn)方案進(jìn)行料漿拌和,拌和時(shí)先將各物料在攪拌桶中混合均勻,隨后按比例加入水并使用手持式攪拌機(jī)攪拌7 min,攪拌時(shí)注意不要使料漿溢出攪拌桶,以免影響料漿濃度和灰砂比。將攪拌好的料漿倒入5 cm×10 cm試驗(yàn)?zāi)＞咧?這個(gè)過(guò)程中注意震蕩模具,使其中的空氣完全逸出。脫模后將試樣放入養(yǎng)護(hù)箱中分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)(溫度(20±2)℃,濕度>95 %)和高溫養(yǎng)護(hù)(溫度(50±2)℃,濕度>95 %)。

試樣養(yǎng)護(hù)至相應(yīng)齡期后即可取出進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn),因進(jìn)行X射線衍射分析(XRD)、掃描電鏡(SEM)、熱重分析(TG)、壓汞試驗(yàn)(MIP)4項(xiàng)試驗(yàn)所需的樣品體積很小,故只需取部分試樣進(jìn)行試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 充填體力學(xué)性能發(fā)展規(guī)律

充填體力學(xué)性能研究采用單軸壓縮試驗(yàn)機(jī)測(cè)定已達(dá)到相應(yīng)養(yǎng)護(hù)齡期試樣的單軸抗壓強(qiáng)度,試驗(yàn)時(shí)壓力機(jī)加載速率恒定為1 mm/min。為提高試驗(yàn)結(jié)果的可靠性,每種試樣取3份,取平均值作為最終強(qiáng)度值。

不同養(yǎng)護(hù)溫度下充填體試樣單軸抗壓強(qiáng)度隨著養(yǎng)護(hù)齡期增加的發(fā)展情況見(jiàn)圖2。從圖2可以看出:隨養(yǎng)護(hù)齡期的增加,無(wú)論標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)還是高溫養(yǎng)護(hù)(不含28 d)的試樣,其單軸抗壓強(qiáng)度都在增加,且在養(yǎng)護(hù)早期增長(zhǎng)速率較快。這是因?yàn)樵陴B(yǎng)護(hù)早期,膠結(jié)尾砂內(nèi)部含有大量未參與反應(yīng)的原材料,隨著時(shí)間增長(zhǎng),化學(xué)反應(yīng)原料逐漸消耗完畢,單軸抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)速率變慢。養(yǎng)護(hù)齡期≤21 d時(shí),高溫養(yǎng)護(hù)試樣單軸抗壓強(qiáng)度大于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試樣;而當(dāng)養(yǎng)護(hù)齡期達(dá)到28 d時(shí),標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試樣的單軸抗壓強(qiáng)度大于高溫養(yǎng)護(hù)的試樣,且高溫養(yǎng)護(hù)試樣強(qiáng)度有下降趨勢(shì)。由此可以看出,高溫養(yǎng)護(hù)能夠有效提高充填體試樣的早期強(qiáng)度,但對(duì)試樣的后期強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生負(fù)面作用。這主要是因?yàn)楦邷啬軌虼龠M(jìn)膠凝材料的水化反應(yīng),使新型膠凝材料能夠在短時(shí)期內(nèi)發(fā)生快速的水化反應(yīng),生成較多的水化產(chǎn)物,將尾砂顆粒包裹,形成致密堅(jiān)硬的整體結(jié)構(gòu),從而提高了試樣強(qiáng)度。在水化反應(yīng)后期,由于水化反應(yīng)原料基本消耗完畢,水化產(chǎn)物產(chǎn)生量變少,而高溫又使鈣礬石等水化產(chǎn)物溶解度增加,產(chǎn)生了不穩(wěn)定的次級(jí)水化硅酸鈣,對(duì)試樣強(qiáng)度的增長(zhǎng)具有不利影響。

圖2 不同養(yǎng)護(hù)溫度條件下充填體試樣的單軸抗壓強(qiáng)度

2.2 膠凝材料水化產(chǎn)物種類(lèi)分析

7 d和28 d養(yǎng)護(hù)齡期2種養(yǎng)護(hù)溫度試樣的XRD衍射譜圖見(jiàn)圖3。為便于對(duì)相同齡期不同養(yǎng)護(hù)溫度試樣的衍射譜圖進(jìn)行比較,本文將二者在縱向進(jìn)行了平移。從圖3可以看出,無(wú)論7 d還是28 d養(yǎng)護(hù)齡期,2種養(yǎng)護(hù)溫度條件下的膠凝材料中均含有鈣礬石、水化硅酸鈣、水化硅鋁酸鈣等水化產(chǎn)物,各試樣之間的水化產(chǎn)物種類(lèi)并沒(méi)有顯著變化。

圖3 不同養(yǎng)護(hù)齡期膠凝材料水化產(chǎn)物種類(lèi)

2.3 膠凝材料水化產(chǎn)物含量分析

由于XRD無(wú)法對(duì)各試樣中水化產(chǎn)物含量進(jìn)行定量分析,因此需要通過(guò)熱重試驗(yàn)(TG)對(duì)水化產(chǎn)物含量進(jìn)行定量分析。TG試驗(yàn)的取樣過(guò)程與XRD試驗(yàn)相似,研磨成粉末后用熱重分析儀對(duì)其進(jìn)行測(cè)定。

不同養(yǎng)護(hù)溫度條件下養(yǎng)護(hù)至7 d和28 d齡期的膠凝材料樣品熱重試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。TG曲線對(duì)應(yīng)水化產(chǎn)物的質(zhì)量損失,DTG曲線是其對(duì)應(yīng)的質(zhì)量損失微分。從圖4可以看出:測(cè)試物質(zhì)的第一個(gè)質(zhì)量損失峰值的溫度為50 ℃～200 ℃,其中50 ℃～105 ℃的質(zhì)量損失是因?yàn)橛坞x態(tài)水的蒸發(fā)和結(jié)合水的分解,而105 ℃～200 ℃的質(zhì)量損失是由鈣礬石(約140 ℃)、石膏(100 ℃～150 ℃)和CSH凝膠(約120 ℃)等水化產(chǎn)物的分解或者脫水反應(yīng)導(dǎo)致的。第二個(gè)失重峰值發(fā)生在400 ℃～500 ℃,這一區(qū)間的質(zhì)量變化主要是由于氫氧化鈣的脫羥基作用。第三個(gè)失重峰值則出現(xiàn)在600 ℃～800 ℃,這一變化則主要是由于方解石中碳酸鈣的分解造成的。

圖4 不同養(yǎng)護(hù)齡期膠凝材料水化產(chǎn)物含量

水化反應(yīng)早期(7 d)的TG和DTG曲線見(jiàn)圖4-a)。從圖4-a)可以看出:在第一個(gè)質(zhì)量損失峰值區(qū)間內(nèi),2條TG曲線的質(zhì)量損失非常接近(3.75 %),說(shuō)明2種養(yǎng)護(hù)條件下充填體試樣中鈣礬石、石膏、CSH凝膠等產(chǎn)物的含量非常接近;而在第二、第三失重峰值區(qū)間內(nèi),高溫養(yǎng)護(hù)條件(50 ℃)下的試樣質(zhì)量損失要明顯高于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下的試樣,說(shuō)明高溫養(yǎng)護(hù)試樣中含有的方解石、氫氧化鈣要更多,因此高溫養(yǎng)護(hù)試樣7 d齡期的強(qiáng)度相對(duì)更高。

水化反應(yīng)后期(28 d)的TG和DTG曲線見(jiàn)圖4-b)。從圖4-b)可以看出:在整個(gè)TG曲線上,標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試樣的質(zhì)量損失要始終高于高溫養(yǎng)護(hù)試樣,說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試樣中含有的主要水化產(chǎn)物均要多于高溫養(yǎng)護(hù)試樣。2種養(yǎng)護(hù)條件下試樣水化產(chǎn)物含量的區(qū)別在宏觀上體現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試樣的28 d齡期強(qiáng)度更高。

2.4 充填體細(xì)觀形態(tài)分析

進(jìn)行掃描電鏡(SEM)試驗(yàn)時(shí),需取養(yǎng)護(hù)至相應(yīng)齡期的充填體試塊,并加工至小塊狀,用無(wú)水乙醇終結(jié)水化反應(yīng),隨后再進(jìn)行試驗(yàn)。充填體在2種養(yǎng)護(hù)條件下各齡期試樣的細(xì)觀形貌見(jiàn)圖5。

圖5 不同養(yǎng)護(hù)條件下充填體試樣細(xì)觀形貌

對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件和高溫養(yǎng)護(hù)條件下3 d齡期試樣的掃描電鏡圖像,可以明顯看出高溫養(yǎng)護(hù)試樣的水化產(chǎn)物含量和致密性要優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的試樣,這說(shuō)明高溫能夠促進(jìn)膠凝材料早期的水化反應(yīng),也是這個(gè)階段高溫養(yǎng)護(hù)試樣的強(qiáng)度高于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試樣的重要原因。隨著養(yǎng)護(hù)時(shí)間的增加,無(wú)論是標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)還是高溫養(yǎng)護(hù),樣品表面的致密度都在增加,尤其養(yǎng)護(hù)齡期達(dá)到21 d后,從外觀上已經(jīng)基本看不出二者的差異。然而在養(yǎng)護(hù)后期(28 d),高溫養(yǎng)護(hù)試樣有明顯的大顆粒裸露在表面,甚至出現(xiàn)塌陷部位,這一現(xiàn)象一方面是由于高溫使試樣內(nèi)部的水分蒸發(fā);另一方面是由于部分鈣礬石在高溫下溶解,水分的蒸發(fā)加速了水化反應(yīng)的終止進(jìn)程,從而相比同時(shí)期標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下充填體試樣的水化產(chǎn)物更少,充填體結(jié)構(gòu)孔隙更多,宏觀上體現(xiàn)為高溫養(yǎng)護(hù)試樣強(qiáng)度不如標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的試樣強(qiáng)度高。同時(shí),這也解釋了高溫養(yǎng)護(hù)條件下28 d齡期試樣的強(qiáng)度與7 d齡期試樣強(qiáng)度相近的原因。

2.5 充填體孔隙發(fā)展規(guī)律

充填體孔隙研究是利用壓汞儀對(duì)充填體試樣進(jìn)行孔隙測(cè)定,試驗(yàn)前需將養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期的試樣破碎,取其中間部分用無(wú)水乙醇終止水化反應(yīng),隨后進(jìn)行壓汞試驗(yàn)。需要注意的是,在破碎過(guò)程中不可用鈍器敲擊試樣,以免影響樣品孔隙的測(cè)定。2種養(yǎng)護(hù)條件下充填體試樣的7 d和28 d壓汞試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖6。

圖6 不同養(yǎng)護(hù)條件下充填體孔隙變化

從圖6可以看出:隨養(yǎng)護(hù)時(shí)間的增加,充填體的孔隙率整體都在減小。這是因?yàn)轲B(yǎng)護(hù)過(guò)程中不斷產(chǎn)生的水化產(chǎn)物填充在試樣中間,減少了孔隙所占比例。在養(yǎng)護(hù)齡期7 d時(shí),高溫養(yǎng)護(hù)的試樣孔隙率較小,表明高溫養(yǎng)護(hù)的試樣此時(shí)產(chǎn)生了更多的水化產(chǎn)物,使得充填體內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加致密。而在養(yǎng)護(hù)齡期28 d時(shí),高溫養(yǎng)護(hù)的試樣孔隙率較大,這是由于此時(shí)水化反應(yīng)基本進(jìn)行完畢,高溫使得部分水化產(chǎn)物溶解造成試樣內(nèi)部孔隙相對(duì)增多,從而增加了試樣的孔隙率。

3 結(jié) 論

從充填體的力學(xué)性能、水化產(chǎn)物種類(lèi)、水化產(chǎn)物含量、細(xì)觀形態(tài)、孔隙變化5個(gè)尺度對(duì)膠結(jié)尾砂體系中的溫度-強(qiáng)度耦合特性進(jìn)行了研究,根據(jù)研究結(jié)果可以得出如下結(jié)論:

1)高溫養(yǎng)護(hù)可以加快新型膠凝材料早期的水化反應(yīng)速率,促進(jìn)水化產(chǎn)物的產(chǎn)生,從而提高充填體試樣的力學(xué)性能。但從試樣的XRD結(jié)果來(lái)看,養(yǎng)護(hù)溫度的不同并不會(huì)造成水化產(chǎn)物的種類(lèi)發(fā)生變化。

2)高溫養(yǎng)護(hù)對(duì)早期水化反應(yīng)具有促進(jìn)作用,因而產(chǎn)生的水化產(chǎn)物也會(huì)更多,各水化產(chǎn)物之間相互交織聯(lián)結(jié)、充填于漿體孔隙中,使得充填體致密性提高,具體表現(xiàn)為孔隙率更低和掃描電鏡圖像呈現(xiàn)出來(lái)的結(jié)構(gòu)更為致密。

3)高溫養(yǎng)護(hù)雖然能夠通過(guò)促進(jìn)膠凝材料水化反應(yīng)的方式提高充填體早期強(qiáng)度,但其對(duì)充填體后期強(qiáng)度的發(fā)展有負(fù)面影響,這從2種養(yǎng)護(hù)條件下28 d齡期試樣的強(qiáng)度可以看出;細(xì)觀層面上則表現(xiàn)為水化產(chǎn)物在持續(xù)高溫養(yǎng)護(hù)下發(fā)生了分解,造成充填體的孔隙增多。

4)在高溫環(huán)境中應(yīng)用尾砂膠結(jié)排放技術(shù),前期進(jìn)行充填體強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮高溫對(duì)充填體后期強(qiáng)度的不利影響,防范有關(guān)風(fēng)險(xiǎn)和事故的發(fā)生。