。954 北京科技大学学报 第31卷 来考察样品抗风吹能力 算硬度损失率，冻融次数与壳体硬度损失率的关系 3.2实验数据分析 如图2所示. 3.2.1壳体抗压强度实验数据分析 30r 三个样品的抗压强度数据如表4所示，经计算 25 是20 得到样品平均抗压强度为247kPa. 假设人的体重为80kg、双脚触地面积按照 0.08m2计算，人对地压应力是100kPa.样品平均 抗压强度是人对地压强的247倍，可见壳体表层强 度足以支撑人体重量，表明人为走动不会破坏壳体 冻融次数 完整性. 图2壳体冻融次数与硬度损失率关系 表4壳体抗压强度测试值 Fig.2 Relation betw een the freeze-thaw times and the hardness los Table 4 Measured compressive strength values of the shell rate of the shell 样品编号 抗压强度/kPa 1 247 从图2中看，抑尘剂样品所结壳体经过一次冻 2 245 融循环之后，表面壳的硬度不但没有减小反而增加 3 249 了26%.分析原因认为，由于尾矿样品在冻融的循 环过程中，温度不断变化，尤其是在温度升高而融化 3.2.2壳体耐水性能实验数据分析 时，分子之间的运动加速，使得一些没有起到成膜作 壳体经过四次泡水后，尾矿样品表面结壳没有 用的抑尘剂分子经过冻融的过程提高了自身的能 出现断裂和不连续的现象.将每次浸水干燥后测量 量，虽然表面壳热胀冷缩会对壳的结构有所破坏，但 得到的硬度值与初始值相比，得到壳体硬度损失率， 分子运动加剧，加强了抑尘剂的支撑作用，因而在冻 壳体浸水次数与硬度损失率关系如图1所示， 融循环一次时硬度没有下降反而有所上升.在循环 次数增加以后，温度变化次数过多，表面壳体不断地 8 热胀冷缩，破坏了硬壳的结构，当循环次数增加到一 6 定程度时，硬度又有所下降.到第10个循环时，硬 4 3 度降低了24.5%，依然具有一定硬度. 0+ 3.24风吹性能实验数据分析 使喷洒抑尘剂样品所结壳体与风吹方向呈30 浸水次数 吹风，即使风速达到18ms1,壳体表面仍然连续完 图1壳体浸水次数与硬度损失率关系 整，没有裂隙产生.样品经吹风后，质量损失率数值 Fig.I Relation betw een the water immersion times and the hard 如表5所示. ness loss rate of the shell 表5样品质量损失率测定值 从图1中数据可以看出，经水第1次浸泡后，壳 Table5 Measured values of the mass loss rate of the samples 体硬度不仅没有减少，还增加了1.4%.分析原因后 风速/(ms一) 损失率/% 认为，部分填料在喷洒之初滞留在样品表面，没能进 5 0010 入尾矿颗粒间.经第1次浸水后，这部分填料能够 个 0010 随着水流继续下渗进入尾矿旷颗粒之间，当样品再次 10 0.015 干燥结壳时，填料的“架桥和支撑”作用得以充分发 15 0018 挥，从而使硬度增加.随着第2次浸水后，表面硬度 18 0019 逐渐降低，这主要是因为有效组分逐渐下渗流失导 致的，但降低幅度不大.到第4次时，表面硬度降低 从表5中可以看出，样品质量损失率随风速变 了9.0%，仍有较强硬度. 化不大，即使风速达到18ms,样品损失率仍不足 3.2.3抗冻融性能实验数据分析 0.02%.这表明该抑尘剂所结壳体具有很强的抵御 壳体经过10次冻融循环后，依然连续、完整 风吹的能力，壳体只要保持完整，粉尘就不会被 将每次冻融后测定得到的硬度值与初始值比较，计 扬起.来考察样品抗风吹能力. 3.2 实验数据分析 3.2.1 壳体抗压强度实验数据分析 三个样品的抗压强度数据如表 4 所示, 经计算 得到样品平均抗压强度为 247 kPa. 假设人的体重为 80 kg 、双脚触地面积按照 0.08 m 2 计算, 人对地压应力是 10.0 kPa .样品平均 抗压强度是人对地压强的 24.7 倍, 可见壳体表层强 度足以支撑人体重量, 表明人为走动不会破坏壳体 完整性. 表 4 壳体抗压强度测试值 Table 4 Measured compressive strength values of the shell 样品编号 抗压强度/ kPa 1 247 2 245 3 249 3.2.2 壳体耐水性能实验数据分析 壳体经过四次泡水后, 尾矿样品表面结壳没有 出现断裂和不连续的现象 .将每次浸水干燥后测量 得到的硬度值与初始值相比, 得到壳体硬度损失率, 壳体浸水次数与硬度损失率关系如图 1 所示 . 图 1 壳体浸水次数与硬度损失率关系 Fig.1 Relation betw een the w at er immersion times and the hard￾ness loss rate of the shell 从图 1 中数据可以看出, 经水第 1 次浸泡后, 壳 体硬度不仅没有减少, 还增加了1.4 %.分析原因后 认为, 部分填料在喷洒之初滞留在样品表面, 没能进 入尾矿颗粒间.经第 1 次浸水后, 这部分填料能够 随着水流继续下渗进入尾矿颗粒之间, 当样品再次 干燥结壳时, 填料的“架桥和支撑”作用得以充分发 挥, 从而使硬度增加 .随着第 2 次浸水后, 表面硬度 逐渐降低, 这主要是因为有效组分逐渐下渗流失导 致的, 但降低幅度不大.到第 4 次时, 表面硬度降低 了 9.0 %, 仍有较强硬度. 3.2.3 抗冻融性能实验数据分析 壳体经过 10 次冻融循环后, 依然连续 、完整 . 将每次冻融后测定得到的硬度值与初始值比较, 计 算硬度损失率, 冻融次数与壳体硬度损失率的关系 如图 2 所示 . 图 2 壳体冻融次数与硬度损失率关系 Fig.2 Relation betw een the freeze-thaw times and the hardness loss rate of the shell 从图 2 中看, 抑尘剂样品所结壳体经过一次冻 融循环之后, 表面壳的硬度不但没有减小反而增加 了 2.6 %.分析原因认为, 由于尾矿样品在冻融的循 环过程中, 温度不断变化, 尤其是在温度升高而融化 时, 分子之间的运动加速, 使得一些没有起到成膜作 用的抑尘剂分子经过冻融的过程提高了自身的能 量, 虽然表面壳热胀冷缩会对壳的结构有所破坏, 但 分子运动加剧, 加强了抑尘剂的支撑作用, 因而在冻 融循环一次时硬度没有下降反而有所上升 .在循环 次数增加以后, 温度变化次数过多, 表面壳体不断地 热胀冷缩, 破坏了硬壳的结构, 当循环次数增加到一 定程度时, 硬度又有所下降.到第 10 个循环时, 硬 度降低了 24.5 %, 依然具有一定硬度. 3.2.4 风吹性能实验数据分析 使喷洒抑尘剂样品所结壳体与风吹方向呈 30° 吹风, 即使风速达到18m·s -1 , 壳体表面仍然连续完 整, 没有裂隙产生 .样品经吹风后, 质量损失率数值 如表 5 所示 . 表5 样品质量损失率测定值 Tabl e 5 Measured values of the mass loss rat e of the samples 风速/ ( m·s -1 ) 损失率/ % 5 0.010 7 0.010 10 0.015 15 0.018 18 0.019 从表 5 中可以看出, 样品质量损失率随风速变 化不大, 即使风速达到 18m·s -1 , 样品损失率仍不足 0.02 %.这表明该抑尘剂所结壳体具有很强的抵御 风吹的能力, 壳体只要保持完整, 粉尘就不会被 扬起. · 954 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 31 卷