改性铁尾矿微粉混凝土的性能研究.pdf

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1、2014年第12期（总第141期）江西建材外加剂与掺和料改性铁尾矿微粉混凝土的性能研究112刘娟红吴瑞东李生丁（1.北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083；2.福建金砖资源再生有限公司，三明365104）摘要：本文利用两种不同细度的改性铁尾矿微粉和粉煤灰，分别配制出C20-C60的大流态混凝土，研究不同比例的铁尾矿微粉掺合料对水泥净浆流动度的影响，并研究铁尾矿微粉矿物掺和料对不同等级下混凝土和易性、强度发展规律及耐久性（碳化试验、抗渗试验）的影响。结果表明：改性铁尾矿微粉的掺入使混凝土拌合物的流动性增大、和易性改善、泵送能力增强；铁尾矿微粉混凝土与粉

2、煤灰混凝土相比，强度上有显著提高；改性铁尾矿微粉混凝土的碳化深度基本上与粉煤灰混凝土相近，对耐久性影响不大。关键词：改性；铁尾矿微粉；混凝土随着冶金工业的迅速发展，尾矿的产生量不断增最大的矿物掺合料是粉煤灰，这导致我国粉煤灰的数加。尾矿是在开采、分选矿石之后排放的暂时不能被利量迅速减少，尤其北京地区粉煤灰资源紧缺，主要靠来用的固体或粉状废料，包括矿山尾矿和选矿厂尾矿。当自山东、内蒙古等地区的Ⅱ、Ⅲ级粉煤灰作为矿物掺合[10]前，世界各国每年排出的尾矿量约为50亿吨，而我国在料配制混凝土。因此，利用铁尾矿微粉代替粉煤灰制2000年尾矿排放量就高达6亿吨。在我国，

3、现有大中型备混凝土，不仅对保护生态环境、减少环境污染、除危的铁尾矿库400多个，堆存的铁尾矿在80亿吨以上。随及人民生命及财产的安全隐患等具有重要意义，还解着尾矿量的增多，尾矿坝越来越高，堆坝和管理工作越决北京地区粉煤灰资源紧缺的燃眉之急。来越困难，特别是细粒尾矿及浮选厂排出的尾矿，对农本文利用两种不同细度的改性铁尾矿微粉和粉煤[1-4]田、水源产生污染，严重影响着环境。我国尾矿综合灰，分别配制出C20-C60的大流态混凝土，研究不同比例利用率仅为7%左右，远低于国外60%的利用率，和发达的铁尾矿微粉掺合料对水泥净浆流动度的影响，并研究国家相比差距很大，大量的

4、尾矿只能堆放在尾矿库。因铁尾矿微粉矿物掺和料对不同等级下混凝土和易性、强此，将尾矿加以利用，变废为宝，是广大科技工作者十度发展规律及耐久性（碳化试验、抗渗试验）的影响。[5-7]分关心的问题。我国在从尾矿中回收有价金属与非1试验原材料及试验方法金属元素，利用尾矿制作建筑材料，将磁化尾矿作为土壤改良剂和尾矿整体利用等方面已经取得了实用性成1.1试验原材料[8]果。另一方面，随着绿色高性能混凝土的飞速发展，试验原材料包括：P·O42.5水泥（水泥的主要性能指矿物掺合料已逐渐成为混凝土中除砂、石、水泥、水、标见表1）；Ⅱ级粉煤灰（细度为10.2、需水量96%）；S9

5、5磨[9]高效减水剂以外不可缺少的第六组分。我国目前用量细矿渣粉；两种不同细度改性铁尾矿微粉（其主要性能116098-137外加剂与掺和料.indd1162014-5-300:37:112014年第12期（总第141期）江西建材外加剂与掺和料见表2）；细骨料为2区人工砂；粗骨料为5mm~10mm的细两种铁尾矿微粉与Ⅱ级粉煤灰的对比，以了解铁尾矿微石子与10mm～20mm的粗石子以1:2的比例混合使用；拌粉对混凝土的性能影响。表3中，分别用等量的两种铁合用水为生活用水；减水剂为萘系减水剂（C20-C50混凝尾矿微粉、粉煤灰和矿粉，制备混凝土试块，每组试验土）和西

6、卡聚羧酸减水剂（C55、C60混凝土）。保证铁尾矿微粉和粉煤灰等量，其他原材料量不变。试1.2试验方法验结果见表4。按照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》2结果及分析（JTGE30-2005）中水泥净浆的制备方法，制成水泥试件，测量其净浆流动度；按照国家标准规程测量混凝2.1不同掺合料对净浆流动度的影响土的坍落度；混凝土的强度是利用YAW-YAW2000A型将铁尾矿微粉分别取代0%、10%、20%、30%和200t微机控制电液伺服压力试验机测定的（抗压强度40%的水泥用量，制成水泥试件，测定净浆流动度，结果试验的加荷速度控制在2400N/s±200N/s速率

7、范围内）。曲线图见图1。混凝土试件尺寸为100mm×100mm×100mm，1d拆模并从试验曲线可以看出，两种铁尾矿微粉形成的水在标准养护室内（室温20℃+3，相对湿度：90%以下）养泥圆饼的直径基本随着铁尾矿微粉替代水泥的比例的护至28d完毕后，60℃干燥48h，移入碳化箱中碳化，经增加而增大。由于铁尾矿微粉的水化速度不如水泥水14d持续碳化后再取出试件测定其碳化深度。化速度快，需水量小于95%，掺入铁尾矿微粉（取代等1.3试验配合比和试验数据量水泥）的水泥泥浆，初凝时间和终凝时间均可延长。本试验制备了C20-C60强度等级的混凝土，设计了适当延长水泥凝结时

8、间，对大体积混凝土非常有利，可表1水泥