废玻璃粉-尾矿砂混凝土的强度试验研究

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1、第3期矿产综合利用No．32015年6月MultipurposeUtilizationofMineralResourcesJun．2015废玻璃粉一尾矿砂混凝土的强度试验研究宁宝宽，张俊祥，孟晋，高晟全，刘振杰，庞兴(沈阳工业大学建筑工程学院，辽宁沈阳110870)摘要：将特细尾矿砂和磨细废玻璃粉混合物用于C30混凝土的细骨料，废玻璃粉按照0、10％、20％、30％、40％、50％和6o％等质量代替尾矿砂，制作了8组共计72个普通砂和废玻璃粉．尾矿砂细骨料二种混凝土标准抗压试件，养护7d、28d、90d后分别测试它们的抗压强度。结果表明，全部用

2、特细尾矿砂作为混凝土细骨料，混凝土和易性和强度等性能均不如普通中粗砂混凝土；废玻璃粉的添加能够提高尾矿砂混凝土的强度，但是，混凝土的强度增长与废玻璃掺量为非线性关系。当废玻璃粉掺量在20％一30％时，尾矿砂细骨料混凝土各龄期强度即可达到普通中粗砂混凝土各龄期强度值；磨细至一定粒径以下的废玻璃粉具有较高的火山灰活性是混凝土强度提高的内因。研究对固体废弃物的再利用具有参考价值。关键词：废玻璃粉；尾矿砂混凝土；细度模数；抗压强度doi：10．3969／j．issn．1000-6532．2015．03．017中图分类号：TD989；TU528．01文献

3、标志码：A文章编号：1000—6532(2015)03—0069—04作为矿业工程的副产品，据统计，2010年全国天然砂的超量开采已对农田、河道造成严重破坏，还矿山数量为11．25万座，共堆存各类尾矿约有100对发展绿色环保型建筑起到重要的推动作用。相关多亿t，占地6700kmz【。为了解决大量尾矿资源研究也取得了一些进展J。在此，作者在前人研堆弃占地、减轻环境负荷、消除溃坝隐患等问题，我究的基础上，将磨细废玻璃粉与特细尾矿砂混合物国在《金属尾矿综合利用专项规划(2010～2015)》作为混凝土的细骨料，研究了不同玻璃粉和尾矿砂中要求力争到20

4、15年全国尾矿综合利用率由目前掺量时混凝土的强度，并对废玻璃粉的作用机理进的不足10％提高到20％[23；废弃玻璃作为我国建筑行了分析，得到了一些规律性认识。研究对尾矿砂等行业高速发展的废弃物之一也在与日俱增。据统和废玻璃在混凝土等建筑材料方面的综合利用具有计，我国每年城市的废弃玻璃约450～750万t，废玻参考价值。璃作为城市固体废弃料在我国一般占有6％～11％1试验的比例，目前，中国废玻璃回收再利用率仅25％一30％，远远低于很多欧洲国家70％以上的利用1．1试验原材料率。可见，如何有效地将尾矿砂、废玻璃等固体(1)尾矿砂。取自鞍钢集团某尾

5、矿库，属高硅废弃物回收再利用，是一个亟待解决的重要问题。型铁尾矿砂，细度模数平均值1．01。按照行业标准目前，将尾矿砂、废玻璃作为混凝土等建筑材料JGJ52—92《普通混混凝土用砂质量标准及检验方的骨料使用是国内外解决大宗固体废弃物的最有效法》分类，属于特细砂。途径之一。因为，此方法既可大量消耗固体废弃物，(2)废玻璃粉。主要是废品回收站收购的废弃又会减轻不少地区出现的天然砂资源逐步减少，对玻璃，以废弃的玻璃容器为主，经清洗、自然风干，用收稿日期：2014—09—02基金项目：辽宁省教育厅科学研究计划项目(201364088)作者简介：宁宝宽(

6、1971一)，男，教授，从事土木工程方面的教学和科研工作。·70·矿产综合利用2015正球磨机粉磨后过筛。选取粒径0．15mm以下的玻作细骨料，其细度模数远小于中粗砂，混凝土浇筑璃粉末作为试验材料。时，同样的水灰比，其坍落度要小于中粗砂。本文选(3)粗骨料。普通碎石，最大粒径≤20mm。用的中粗砂细度模数为2．77，对应的混凝土坍落度(4)水泥和水。辽宁山水工源水泥有限公司生为47mm，在相同水灰比条件下，纯尾矿砂(细度模产的P．O42。5普通硅酸盐水泥，合格的饮用自来数1．01)混凝土的坍落度仅为29mm，降低约38％水。(见表1)。经过磨细

7、的废玻璃粉粒径在0．15mm以1．2试验方案设计下，小于尾矿砂粒径，随着废玻璃粉掺量的增加，细本试验基准组混凝土强度等级为C30，基准水骨料的平均粒径逐步减小，表1为不同废玻璃粉掺灰比为W／C=0．57，砂率为33％，坍落度为30～50量时细骨料的细度模数计算结果。图1为废玻璃粉mm。按照单掺法设计了8组试验方案，其中第一组掺量与细骨料细度模数的变化曲线。为普通砂细骨料混凝土，其余七组以特细尾矿砂为细骨料，废玻璃粉取代尾矿砂率分别为0，10％，20％，30％，4O％，5O％及60％。1．3试件的制作与养护试件制作时，考虑了尾矿砂和废玻璃粉由于粒

8、径很小，且级配均匀，比表面积较普通河砂要大很图1废玻璃粉一尾矿砂的细度模数变化曲线多，不同废玻璃粉取代率时，细骨料的细度模数变化Fig．1Change