首鋼尾礦人工砂石在混凝土中的應(yīng)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(shí)混凝土及工程中的成功應(yīng)用情況與良好效果，對(duì)解決天然砂資源短缺和尾礦資源的利用有積極的意義。

關(guān)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(yīng)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(kāi)山采礦，挖掘河床，全國(guó)每年建筑用砂石約需50多億噸。以北京市為例，每年建設(shè)用砂石就要6400萬(wàn)噸，其中，僅用于商品混凝土的中、粗砂2002年需求量即為1400萬(wàn)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(guān)停北京市界內(nèi)的全部天然砂石場(chǎng)。而2003年北京建筑開(kāi)復(fù)工面積高達(dá)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(xì)→磁選→磨細(xì)→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(wàn)噸、廢棄磁滑輪碎石以134萬(wàn)噸繼續(xù)排放。二次磨細(xì)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(wàn)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(chǎng)，如利用晉煤東運(yùn)的空返車(chē)皮運(yùn)砂進(jìn)京，在京東地區(qū)使用，價(jià)格上能與優(yōu)質(zhì)天然砂競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)使用單位還能享受免稅優(yōu)惠，在經(jīng)濟(jì)上是合理的。而在技術(shù)上是否可行，我們進(jìn)行了首鋼遷安尾礦在混凝土中的應(yīng)用研究。

二、研究?jī)?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(jìn)行商品混凝土同條件對(duì)比試驗(yàn)研究。

3、尾礦砂石高密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)初步研究。

4、試點(diǎn)工程應(yīng)用技術(shù)研究。

三、試驗(yàn)結(jié)果與分析

1、首鋼遷安尾礦砂的礦物組成和化學(xué)成份見(jiàn)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。詳見(jiàn)表三。

2、尾礦人工砂與天然砂進(jìn)行商品混凝土同條件對(duì)比試驗(yàn)研究

試驗(yàn)方法與材料

A 試驗(yàn)方法

同時(shí)間，同成型與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)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(gè)不同水灰比的天然砂和人工砂混凝土，對(duì)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(qiáng)度。

B 試驗(yàn)材料

水 泥： P.O32.5 ;28天抗壓強(qiáng)度為46.8Mpa .

石 子：卵碎石 ;公稱(chēng)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(dá)外加劑廠，BLD-3泵送劑 .

粉煤灰：Ⅱ級(jí) .

天然砂：中砂；細(xì)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(xì)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(xué)成份

表三 尾礦砂、石的材性分析

試驗(yàn)結(jié)果

兩種混凝土拌合物的和易性沒(méi)有明顯區(qū)別，流動(dòng)性塌落度值見(jiàn)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(qiáng)度結(jié)果見(jiàn)表四：

表四 和易性與抗壓強(qiáng)度結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果分析與結(jié)論

A以同條件對(duì)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(qiáng)度高于天然砂混凝土，最高為22%,最低為5%,平均抗壓強(qiáng)度高12%.說(shuō)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。