利用铁矿尾渣替代混凝土骨料试验探究

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1、利用铁矿尾渣替代混凝土骨料试验探究　　摘要：通过对铁矿尾渣工程性能的研究，可以实现铁矿尾渣替代部分天然砂应用到混凝土的施工生产中。针对铁矿尾渣的细度、含水率、掺入量、施工配合比等因素对混凝土强度等级、抗渗、抗压、耐久性能的影响，经综合研究，提出了加入复合型的掺合料，确定最佳配合比等应对措施，检测出铁矿尾渣作为混凝土骨料的物理和力学性能，开辟了尾矿利用的新途径。关键词：铁矿尾渣混凝土骨料固体废弃物中图分类号：TU37文献标识码：A0引言试验表明：铁矿尾渣其实是一种很好的天然砂替代品[1]，用铁矿尾渣生产混凝土，不但能大大缓解铁矿

2、业的环保压力，解决混凝土行业砂资源匮乏的问题，同时还能降低混凝土原材成本。本文基于国内外研究成果的基础上，对铁矿尾渣混凝土的工程性能进行了突破性试验研究，并推出产品生产、工程设计及施工规范，为铁矿尾渣的推广应用提供理论指导和技术支持。1试验研究的方法及原材料1.1试验研究的方法5通过查阅资料，并从改善混凝土的性能、降低混凝土的造价等方面综合考虑，设计研究试验为：掺入铁矿尾渣分别以25%、35%、45%等量取代砂子。三种不同掺合比例情况下，测试其主要力学性能，抗压、抗渗性能。探究铁矿尾渣在混凝土中的最佳掺量和最优配比。1.2试验

3、原材料铁矿尾渣是选矿厂将铁矿石粉磨筛选后剩余的不能利用的固体或粉状废料，也称铁矿尾矿。根据矿床类型主要有[2]：鞍山型铁矿、岩浆型铁矿、火山型铁矿、矽长岩型铁矿。铁矿尾渣外观呈细腻的红色胶泥状粒度普遍在1.0mm一下按砂的筛分析实验方法，测得其细度模数在1.0—4.0之间符合特细砂的指标要求，另外在配制混凝土时可以加入复合型的掺合料，以解决其颗粒粗糙、多棱角、表面积大等问题。2试验配合比的设计及优化首先按照《建筑用砂》的标准规定，对铁矿尾渣进行颗粒级配、含泥量和泥块含量、松散堆积密度和压实堆积密度、坚固性、集料碱活性等性能指标

4、进行测试[3]。结果表明：铁矿尾渣完全符合国标，适用于配制混凝土用砂。5混凝土配合比设计的基本要求是新拌混凝土必须满足混凝土工作性评价指标要求，硬化混凝土的力学性能和耐久性必须满足工程设计要求，确保混凝土工程质量达到经济合理。试验在掺入铁矿尾渣时采用等量取代法，试配要求C30混凝土，坍落度要求180—220mm，设计三个试验组和一个对照组。经过反复试验，确定基准配合比与掺入铁矿尾渣混凝土的配合比。（见表1）表1不同型号的配比数据3试验内容及结果分析3.1抗压性能试验抗压强度分析[4]：按GBJ82-85《普通混凝土力学性质性能

5、试验方法》，本试验采用的混凝土立方体试件模块尺寸为150mm×150mm×150mm。抗压强度计算公式：ƒcu=P/A式中，ƒcu——混凝土立方体试件抗压强度（MPa）；P——破坏荷载；A——试件承压面积（mm2）。四组混凝土R7，R8的抗压试验结果见表2。5数据分析：当掺粉煤灰量不变时，掺铁矿尾渣量为35%的混凝土试验组比掺铁矿尾渣量为25%的混凝土试验组的早期强度高。说明铁矿尾渣能弥补粉煤灰对混凝土早期抗压强度低的负效应，但是随着铁矿尾渣掺入量的增加会明显降低混凝土的状态和易性与粘聚性；对照组A-1的试

6、块R7、R28的抗压强度比试块组R7、R28都要高，说明铁矿尾渣的细度对抗压强度的影响较大。表2不同型号的试验结果3.2试验结果分析当铁矿尾渣取代砂子比例适当时(一般在20—30%之间)，能显著改善新拌混凝土的工作性，尤其是混凝土粘聚性变好，泌水、离析等现象减少，保水性增强，而且掺加铁矿尾渣对混凝土的强度并无显著影响。试验编号A-2配制的混凝土工作性良好，且强度满足设计要求，施工配合比见表3。需要注意的是，掺加铁矿尾渣后的混凝土需水量稍有增加，实际生产过程中应适当降低砂率。表3施工配合比4结论本文以GB/T14685-2001

7、《建筑用卵石、碎石》为依据，测定了铁矿尾渣的物理化学性质及工程技术参数，设计完成了混凝土最佳配合比试验。最后进行立方体试块抗压强度试验，通过对比分析得出：5（1）铁矿尾渣符合《建筑用砂》的标准，用于配制混凝土是可行的；（2）铁矿尾渣混凝土具备优良的抗压、抗渗性能，混凝土构件内部空隙少、结构密实、耐久性能好，达到工程混凝土的性能要求，符合GB50204—2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》；参考文献：马茂君，陈家垅等.铁矿山废料再利用试验研究与实践[J].矿业快报,2006(6):34~39.苏更.铁路尾料在公路工程中的应

8、用[J].内蒙古公路与运输,2007,96(1):29~32.胡永腾，宋长友.固体废弃物在外墙保温中的综合利用研究[J].建筑节能,2010,16(12):38~40.韩红卫.浅析矿渣与粉煤灰掺量对混凝土性能的影响[J].科技·陕西水利,2012,(5):105~106.基金