铁尾矿砂混凝土的配制与应用研究

• 作 者: 田景松
• 出 处: 清华大学
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 铁尾矿砂 资源化利用 特细砂 混合砂 工程应用

北京地区一种工业副产品——铁尾矿砂,堆存量巨大且还在迅速增加,各尾矿库即将库满,对环境保护构成巨大威胁。本课题以铁尾矿砂在大宗使用的混凝土中作为细集料应用,使其实现资源化利用为题开展研究。通过大量试验研究工作,获得如下成果:1)铁尾矿砂属于特细砂,直接作为细集料配制水泥混凝土在技术上存在困难,通过借鉴特细砂混凝土低砂率的配制规律,同时采取适当掺加引气剂和调整矿物掺合料掺入比例等技术措施按照颗粒级配理论合理设计配合比,就可以克服该困难,配制出工作性能和力学性能符合要求的铁尾矿砂混凝土。2)将铁尾矿砂与机制砂混合组成混合砂,按照颗粒级配理论合理调整铁尾矿砂与机制砂的混合比例,也配制出工作性能和力学性能及耐久性能能够满足现代施工技术要求的不同强度等级的混凝土;铁尾矿砂与机制砂的混合比例与混凝土强度等级存在一定对应关系。3)铁尾矿砂优化配制的铁尾矿砂混凝土和铁尾矿混合砂混凝土颗粒级配曲线符合Bolomey曲线(n=0.27,A=-4～8)。4)铁尾矿砂配制的C50自密实混凝土用于预制箱梁的工程应用实例及大量的C10～C50混凝土用于民用建筑的工程应用实例,表明铁尾矿砂配制的混凝土可以应用于不同种类的混凝土结构。5)铁尾矿砂中细粉主要是石粉,石粉在混凝土中的作用与天然砂中泥粉存在很大区别。初步提出铁尾矿砂的质量控制适宜的指标,主要包括细粉含量。铁尾矿砂在混凝土中的试验研究成果,已经指导铁尾矿砂在预拌混凝土中成功应用,目前已经应用约30万吨,工程应用效果良好;其中铁尾矿砂配制铁尾矿砂混凝土遵循的规律和采用的技术措施、铁尾矿砂与机制砂不同混合比例对应相应强度等级铁尾矿混合砂混凝土的规律对于铁尾矿砂配制混凝土的配合比设计、质量控制、工程应用具有指导意义;铁尾矿砂质量控制指标的提出为铁尾矿砂生产加工企业生产工艺、预拌混凝土企业的原材料指标控制提供了详尽的参数。铁尾矿砂的资源化利用不仅对减轻铁尾矿对于环境的危害、缓解天然砂短缺对于混凝土行业的冲击起到积极作用,还对其它金属尾矿的资源化利用具有借鉴意义。