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尾矿砂钢纤维混凝土是利用铁尾矿砂替代细骨料中的天然砂,并在其中加入钢纤维制成的一种复合材料。主要研究尾矿砂替代率和钢纤维掺量对复合材料的基本力学性能的影响和尾矿砂钢纤维混凝土复合材料的耐久性。本文通过抗压、弯拉、抗渗、腐蚀、冻融实验对尾矿砂钢纤维混凝土复合材料进行研究,主要完成的研究如下:(1)尾矿砂钢纤维混凝土材料制备。通过理论分析与试验研究相结合的方法,开展了铁尾矿砂关于细骨料替代率、钢纤维掺量等配合比关键参数的研究,讨论了尾矿砂对混凝土和易性的影响规律,确定了尾矿砂替代率和钢纤维掺量的优选范围。(2)基本力学性能试验。基于立方体抗压试验和弯曲韧性试验,对尾矿砂钢纤维混凝土的抗压强度、弯曲强度和弯曲韧性进行了研究。试验表明:钢纤维对尾矿砂钢纤维混凝土抗压强度的提高不明显。随着钢纤维掺量的增加,尾矿砂钢纤维混凝土的抗压强度值先增后减。当钢纤维的掺量为2%时,混凝土的强度开始呈现下降趋势。根据实验数据得出,随着尾矿砂替代率的增加,尾矿砂钢纤维混凝土的弯曲强度值先增加后降低。当尾矿砂替代率为40%~60%时,尾矿砂钢纤维混凝土的弯曲强度值较大、弯曲韧性较好。(3)耐久性试验。基于抗渗、冻融和腐蚀试验,对尾矿砂钢纤维混凝土材料的耐久性能进行了研究。尾矿砂钢纤维混凝土抗渗性良好;冻融循环的质量损失率和动弹性模量下降不大,混凝土的弯曲强度最大降低幅度为15.58%;经过盐腐蚀的立方体抗压强度变化不大。可见,尾矿砂钢纤维混凝土复合材料具有较好的耐久性能。(4)作为应用研究,开展了部分尾矿砂钢纤维混凝土分层梁的弯曲性能研究。研究表明,随着受拉区尾矿砂钢纤维混凝土厚度的增加,混凝土的弯曲强度增大;在相同的分层高度和钢纤维掺量下,当尾矿砂替代率为40%时,钢纤维混凝土梁的弯曲强度较大。但部分尾矿砂钢纤维混凝土分层梁的弯曲强度均小于全钢纤维混凝土梁的弯曲强度。