首鋼尾礦人工砂石在混凝土中的應用研究

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摘要：本文研究了首鋼遷安尾礦人工砂石的材性，其尾礦人工砂、石在普通商品混凝土、高密實混凝土及工程中的成功應用情況與良好效果，對解決天然砂資源短缺和尾礦資源的利用有積極的意義。

關鍵詞：尾礦；尾礦人工砂；人工砂 ;建筑用砂；商品混凝土

一、前言：

混凝土結(jié)構(gòu)的大量應用，消耗了大量的天然砂石資源。占混凝土體積70%以上的砂石骨料要開山采礦，挖掘河床，全國每年建筑用砂石約需50多億噸。以北京市為例，每年建設用砂石就要6400萬噸，其中，僅用于商品混凝土的中、粗砂2002年需求量即為1400萬噸。北京市市政府為了治理大氣污染，改善環(huán)境，已陸續(xù)關停北京市界內(nèi)的全部天然砂石場。而2003年北京建筑開復工面積高達1億平方米，尋求替代資源迫在眉睫。

首鋼礦業(yè)公司座落于河北省遷安縣內(nèi)，因該鐵礦品位不高，因而采用以下工藝：采礦→剝巖→破碎→磁選→磨細→磁選→磨細→磁選→精礦粉。廢棄巖石、廢棄磁滑輪碎石占地堆放，目前已堆積10億噸左右，每年廢棄巖石還以5500萬噸、廢棄磁滑輪碎石以134萬噸繼續(xù)排放。二次磨細的廢棄物混在一起水送堆壩存放，現(xiàn)已積存2.75億噸，目前還以每年700萬噸的速度繼續(xù)排放。目前，尾礦已造成大量占地，污染環(huán)境。

首鋼礦業(yè)公司距北京約200公里，該公司有自備鐵路線與貨場，如利用晉煤東運的空返車皮運砂進京，在京東地區(qū)使用，價格上能與優(yōu)質(zhì)天然砂競爭，同時使用單位還能享受免稅優(yōu)惠，在經(jīng)濟上是合理的。而在技術上是否可行，我們進行了首鋼遷安尾礦在混凝土中的應用研究。

二、研究內(nèi)容

1、首鋼遷安尾礦砂做建筑用砂、原狀廢棄磁滑輪做建筑用石的材性分析研究。

2、首鋼遷安尾礦人工砂與天然砂進行商品混凝土同條件對比試驗研究。

3、尾礦砂石高密實混凝土應用技術初步研究。

4、試點工程應用技術研究。

三、試驗結(jié)果與分析

1、首鋼遷安尾礦砂的礦物組成和化學成份見表一、表二，處理后的尾礦砂做建筑用砂、原狀廢棄磁滑輪做建筑用石完全符合GB/T14684-2001《建筑用砂》、GB/T14685-2001《建筑用卵石、碎石》的國家標準規(guī)定。詳見表三。

2、尾礦人工砂與天然砂進行商品混凝土同條件對比試驗研究

試驗方法與材料

A 試驗方法

同時間，同成型與標準養(yǎng)護條件，利用相同水泥、粗骨料、外加劑、粉煤灰等材料和相同摻量配比拌制5個不同水灰比的天然砂和人工砂混凝土，對比混凝土拌合物的塌落度等和易性及混凝土3天、7天、28天抗壓強度。

B 試驗材料

水 泥： P.O32.5 ;28天抗壓強度為46.8Mpa .

石 子：卵碎石 ;公稱粒徑為5~25mm ,針片狀含量：6.0% ;含泥量：0.6% ;泥塊含量：0.3% .

外加劑：泊林達外加劑廠，BLD-3泵送劑 .

粉煤灰：Ⅱ級 .

天然砂：中砂；細度模數(shù)：2.6 ; 含泥量：3.0% ;泥塊含量：1.0% ;堆積密度：1448kg/m³ .

首鋼尾礦人工砂： 細度模數(shù)：2.5 ;石粉含量：4.4% ;泥塊含量：0.8% ;堆積密度：1488kg/m³

表一 尾礦砂、石的礦物組成

表二 尾礦砂的化學成份

表三 尾礦砂、石的材性分析

試驗結(jié)果

兩種混凝土拌合物的和易性沒有明顯區(qū)別，流動性塌落度值見表四，粘聚性和保水性均為良好。塌落度損失基本相同。

TT代表天然砂配制的混凝土，WT代表尾礦人工砂配制的混凝土，抗壓強度結(jié)果見表四：

表四 和易性與抗壓強度結(jié)果

試驗結(jié)果分析與結(jié)論

A以同條件對比拌制的尾礦人工砂混凝土其拌合物的和易性基本與天然砂混凝土相同，而尾礦人工砂混凝土抗壓強度高于天然砂混凝土，最高為22%,最低為5%,平均抗壓強度高12%.說明使用好尾礦人工砂配制商品混凝土將可以節(jié)約水泥，降低成本。