为了提高钢渣的资源化利用率,利用钢渣制备了矿物掺合料,测试了钢渣粉自身的性能指标,并用钢渣粉取代矿粉配制了C30混凝土,研究了钢渣粉对混凝土力学性能、体积稳定性和耐久性能的影响。结果表明,钢渣粉的掺入可降低胶凝材料体系的总水化热,但对外加剂饱和掺量点和经时损失率影响较大。利用钢渣粉取代矿粉对混凝土的出机工作性影响不大;随着钢渣粉掺量的增多,混凝土的早期强度低,后期强度增进量较大;掺钢渣粉混凝土的收缩率、氯离子渗透系数及碳化深度均高于基准组;将钢渣粉作为矿物掺合料配制混凝土时需控制其掺量。

大量利用金属尾矿资源,既能减少对生态环境的影响,还可生产满足京津冀地区工程建设需求的建筑材料,具有低碳绿色的显著特征。本文以承德地区金属钼尾矿和石屑为主要原料,以水泥和粉煤灰为胶结材料,采用半干法压制成型工艺,生产混凝土免烧砖制品,研究了各原材料配比对免烧砖抗压强度的影响。试验结果显示:(1)免烧砖较适宜的原材料配合比为15%水泥、18%石屑、11%粉煤灰和56%钼尾矿;(2)水泥含量对免烧砖抗压强度具有非常显著性影响,而粉煤灰、石屑、脱硫石膏影响不显著;(3)减少石屑细粒比例,或掺加铁尾矿替代部分石屑,均能小幅提高试块的抗压强度;(4)掺加Na_2SO_4或NaCl早强剂能提高免烧砖强度,而掺加1.0%Na_2SO_4较合适。

通过测试尾矿细砂的基本性能,提出了尾矿细砂制备特种干混砂浆的关键点在于尾矿细砂的级配组合。介绍了用尾矿细砂生产特种砂浆的生产线。探讨了尾矿细砂制备特种干混砂浆生产线中原材料储存系统、烘干系统、筛分系统、配料/称量系统、混合系统和散装/包装系统的关键技术。提出了尾矿细砂制备干混砂浆生产线需要对烘干系统和筛分系统进行专门设计。

以承德金属尾矿为骨料,以水泥和粉煤灰为胶凝材料,经压制成型和蒸汽养护后,制得蒸养尾矿砖,再向其中掺入群青颜料,实现蒸养砖的仿古青色化效果,研究成果可为尾矿固废资源利用与文化建材的生产提供参考和借鉴。

选择三个级配区域的铁尾矿砂单独或者组合替代天然砂制备石膏基自流平砂浆,研究其工作性能和力学性能,并与天然砂制备的石膏基自流平砂浆的工作性能和力学性能进行对比,分析铁尾矿砂颗粒形貌及颗粒级配对石膏基自流平砂浆的影响机理。结果表明,用0.3~0.5 mm、0.1~0.3 mm、0~0.1 mm三个颗粒级配区域铁尾矿砂组合全部替代天然砂制备的石膏基自流平砂浆虽然会提高15%用水量,但其工作性能和力学性仍能满足JC/T 1023—2007《石膏基自流平砂浆》对工作性能和力学性能的要求。铁尾矿砂和天然砂的颗粒形貌差异较大导致了石膏基自流平砂浆流动性降低,调整铁尾矿砂及整个石膏基自流平砂浆颗粒级配组合可以提高石膏基自流平砂浆的强度。

利用钒钛磁铁尾矿经粉磨后制备的尾矿微粉,其活性指数低于粉煤灰和矿粉。使用比表面积约为450 m^2/kg的钒钛磁铁尾矿粉进行了C30强度等级混凝土试配及性能测试。试验结果表明,钒钛磁铁尾矿微粉的替代率在45 kg以下时,对混凝土的工作性、力学性能及体积稳定性影响不大,且长龄期混凝土强度增量较高。

轴向柱塞泵作为液压系统的核心动力元件之一,其性能的好坏直接影响液压系统整体的工作状况,如果能掌握轴向柱塞泵剩余使用寿命的分布规律,可以为液压系统实施健康管理提供依据。为此,以轴向柱塞泵泄漏回油流量作为其性能退化指标,应用非线性Wiener过程构建其剩余使用寿命预测模型。通过与柱塞泵实例寿命比较表明,具有随机效应幂函数结构的非线性Wiener过程模型预测结果,优于线性以及其他2种非线性Wiener过程模型,更接近轴向柱塞泵退化过程中的实际寿命。

针对轴向柱塞泵中柱塞存在加工锥度及运行中存在倾斜的事实,在综合考虑这2种因素影响的前提下,构建柱塞副泄漏流量模型。基于构建的泄漏流量模型,对柱塞副的泄漏流量进行分析,得到排油区柱塞副的临界半径间隙及2种因素对泄漏流量的影响。结果表明2种因素对泄漏流量的影响显著,所得临界半径间隙可为柱塞副的设计及排油区内泄漏流量方向的确定提供参考。

球面缝隙流动常见于多种机械结构,如柱塞泵中的球面配流副、球铰副等,然而针对球面副半径不等及存在偏心的缝隙流动特性研究较少。针对2个半径不相等的球面元件形成球面缝隙且其球心存在一定偏心时,根据球坐标系下的N-S方程对其缝隙中流体的速度分布、压力分布、泄漏流量及流体的承载量进行了分析,得到了相应的解析表达式,依此可知,半径相等且球心存在一定偏心时球面缝隙中流体的相关解析表达式;同时,得到了仅与球面缝隙流动自身结构有关的球面支撑泄漏系数和球面支撑承载系数,进一步为形成球面缝隙的机械结构(如柱塞泵中的球面配流副、球铰副等)相关设计提供理论参考;最后以柱塞泵中球铰副形成的球面缝隙为例,对其缝隙中流体的压力分布、速度分布等参数进行了分析。