摘要:铁尾矿砂是指选矿厂的铁尾矿石经过球磨机粉磨、磁选法选出铁粉后,经过水洗除泥后的附属产品,混凝土分公司实验室通过大量的配合比对比试验和砂子的常规检测试验后,确定尾矿砂在混凝土中取代天然河砂、充当细骨料是可行的,可以为企业降低生产成本,带来经济效益。 关键词:铁尾矿砂,细骨料,混凝土,
前言
天然河砂作为混凝土中的细骨料,资源日益枯竭,开采也受到限制,不仅采购困难,价格也越来越高。而山砂充当细骨料,因其本身是由风化岩经破碎、水洗、筛分而成,母岩强度较低,物理和化学性质均与河砂相差较大,用在混凝土中会影响混凝土强度,从而变相增加胶凝材料的用量,导致生产成本增加,且只能应用在一些低标号混凝土中,寻河砂的替代品成为急需解决的问题。 1.前期准备
笔者在前期做了大量准备和调研工作,对本溪地区的铁尾矿砂进行取样调研,经过试验对比,确定了本溪偏岭产铁尾矿砂作为细骨料替代天然砂,与其他尾矿砂主要区别如下:
1.细度模数,偏岭尾矿砂1.3~1.9,其他尾矿砂1.0以下,一般为0.6~0.8。
2.石粉含量,偏岭尾矿砂10%以下,其他尾矿砂20%以上
3.亚甲蓝值,MB(偏岭尾矿砂)<1.4,说明其粉状物以石粉主。MB(其他尾矿砂)>1.4,其粉状物以泥粉为主。
4.0.16mm以下所占百分比,偏岭尾矿砂30%左右,其他尾矿砂50%以上
由于其他尾矿砂石粉含量偏高,且0.315mm以上颗粒状含量太少,当使用其作为砂子时,总比表面积增大,包裹其需要的水泥净浆也更多,会导致混凝土总用水量和水泥用量上升,当水泥用量相同时,其拌制的混凝土强度必然大大降低,所以采用其作为细骨料拌制混凝土不可行。
1.试验研究
2.1铁尾矿砂筛分实验
细度模数1.85,属III区细砂。
2.2压碎指标值实验
压碎指标值15%
2.3亚甲蓝试验
MB<1.4
2.4配合比试验
进行三组平行对比试验:
AA:100%山砂
AB:50%山砂,50%尾矿砂
AC:30%山砂,70%尾矿砂
表2-1 试验配合比 单位(kg/m3)
序号 | 水胶比 | 砂率 | 回收锡水泥 | 水 | 山砂 | 尾矿砂 | 碎石 | 粉煤灰 | 矿粉 | 减水剂 | cng撬装加气站减水剂掺量 |
AA | 0.46 | 42% | 260 | 180 | 780 | 0 | 1060 | 40 | 90 | 9.0 | 2.3% |
AB | 0.46 | 42% | 260 | 180 | 390 | 390 ggg15 | 1060 | 40 | 90 | 9.0 | 2.3% |
AC | 0.46 | 42% | 260 | 180 | 235 | 545 | 1060 | 40 | 90 | 9.0 | 2.3% |
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表2-2 试验数据统计
序号 | 坍落度(mm) 洗瓶 | 和易性 | 7天强度(Mpa) | 14天强度(Mpa) | 28天强度(Mpa) |
AA | 165 | 良好 | 23.9 | 33.7 | 36.8 |
globe7 AB | 185 | 良好 | 25.5 | 35.5 | 38.2 |
AC | 220 | 轻微泌水 | 29.5 | 38.1 | 41.4 |
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通过此次试验发现尾矿砂取代山砂作为细骨料,在相同用水量和外加剂掺量的情况下,尾矿砂用量越高,流动性越好,即掺加尾矿砂会减少单位用水量。且随着尾矿砂掺量的提高,混凝土的强度也随之提高,分析原因是尾矿砂中不含泥,能更好的与减水剂相适应,降低用水量,同时尾矿砂可以提高混凝土的密实度而提高抗压强度。进一步推断,当细骨料全部使用尾矿砂时,混凝土强度还会有所提高。
2.5配合比试验
共进行三组平行对比试验:
A:100%山砂
B:30%山砂,70%尾矿砂
C:100%尾矿砂
表2-3 试验配合比 单位(kg/m3)
序号 | 水胶比 | 砂率 | 水泥 | 水 | 山砂 | 尾矿砂 | 碎石 | 粉煤灰 | 矿粉 | 减水剂 | 减水剂掺量 |
A | 0.34 | 44% | 380 | 160 | 780 | 0 | 995 | 25 | 65 | 10.8 | 2.3% |
B | 0.34 | 42% | 380 | 160 | 225 | 520 | 1030 | 25 | 65 | 9.4 | 2.0% |
C | 0.34 | 40% | 380 | 160 | 0 | 710 | 1065 | 25 | 65 | 7.0 | 1.5% |
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表2-4 试验数据统计
序号 | 坍落度(mm) | 和易性 | 7天强度(Mpa) | 14天强度(Mpa) | 28天强度(Mpa) | 90天强度 (Mpa) |
A | 190 | 良好 | 31.3橡胶补强剂 | 39.6 | 42.3 | 49.3 |
B | 190 | 良好 | 35.8 | 46.1 | 54.1 | 57.0 |
C | 190 | 良好 | 40.2 | 51.3 | 58.0 | 63.3 |
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通过本次试验证实,在相同的水泥用量和同样水胶比的情况下,当全部使用尾矿砂充当细骨料时,混凝土强度进一步提高,并且混凝土强度在28天之后还会持续增长,说明尾矿砂不会影响混凝土在一个龄期之后的强度增长。而且全部使用尾矿砂拌制的混凝土要达到相同的流动性所用的减水剂用量更少。但尾矿砂为细砂,在使用时需适当降低砂率。