尾矿砂在混凝土中的应用

尾矿砂在混凝土中的应用

[摘要]本文通过对尾矿砂和河砂的不同比例进行掺和试验，获得最佳掺和比例，代替部

分的细集料，并在实际过程中基本保持混凝土的物理性能基本不变，从而降低混

凝土的成本，增加经济效益。

[关键词]尾矿砂掺和比例混凝土物理性能经济效益

随着现在房地产行业的不断升温，混凝土在在建筑中的大量使用，使砂资源需求量越来越多，造成我国的砂资源大量减少。致使现在的混凝土生产成本大幅度增加，并因而产生了不正当竞争，并给建筑业的质量控制带来了难度。而我们地处铁矿丰富的地区，大量的尾矿砂不仅不仅占用土地，并产生扬尘污染环境。开发尾矿砂在建筑材料中的应用，不仅解决了天然集料的短缺问题，还开辟了废资源再生利用的新途径，减少了环境污染，并可节约成本，可谓一举多得。

我们以铁尾矿为细集料，用不同的比例取代天然河砂，进行配合比的设计。

一、试验

（一）原材料

通过适当的筛选处理，选用唐山遵化铁尾矿砂作为原材料，其筛析结果见下表

表1 尾矿砂筛析结果及细度模数

试验所用水泥为唐山冀东水泥厂P.O 42.5水泥，经检验合格。矿渣微粉为唐山合力S95级磨细矿渣，粉煤灰为唐山开滦粉煤灰。天然砂为唐山遵化采石砂场河砂，Ⅱ区中砂，细度模数2.9。石子为5～25连续级配碎石。

（二）混合砂

尾矿砂分别以20%、40%、60%、80%和100%的比率取代天然砂，配制成混合砂，经筛分试验，均为Ⅱ区中砂。

（三）混凝土配合比

试验采用事先按比例调和好的混合砂，配制了C30，C35强度等级的混凝土。矿渣粉以15%的比率内掺等量取代水泥。并外掺10%粉煤灰改善和易性，外加剂掺2%。C30砼水胶比为0.50，砂率为41%；C35砼水胶比为0.45，砂率为40%。各材料用量（砼配合比）见表2。

表2 混凝土配合比

二、试验结果

（一）混凝土拌合物和易性

按照表2所示配合比，试拌了不同尾矿砂取代率下的砼，测得其拌合物和易性见表6。

表3砼拌合物和易性测定结果

由表3可知，①相同配比下的尾矿砂混凝土流动性略低于基准混凝土，且随着取代率的增加，坍落度呈逐渐减少的趋势。②尾矿砂砼的粘聚性和保水性均符合要求。

总体来看，各个取代率下的尾矿砂砼和易性与基准混凝土相当，能满足混凝土对工作性的要求。

（二）混凝土强度

按照表2所示配合比，成型了强度试验试件，标准养护至3d、7d和28d，测其立方体抗压强度，结果见表4。

由图1可知，尾矿砂取代率在20%～100%时，C30与C35砼3d、7d和28d 强度与基准混凝土相当，有的还略高于基准混凝土，并且都达到了配制强度的要求。因此在混凝土强度方面铁尾矿砂和天然砂都具有相同的作用，其实配结果基本一致。可以完全用铁尾矿砂替代天然砂。

（三）坍落度经时损失

现代建筑多采用商品混凝土，根据路途远近和施工速度商品混凝土从搅拌、运输到浇注，其持续时间一般为1~2h，甚至更长，其间坍落度会随着时间的推移而逐渐减小，称为坍落度经时损失。如果坍落度损失过大，砼在浇注前就会失去其原有的性能，影响工程的施工并进一步影响工程质量。

表四立方体抗压强度

针对这一情况，我们对尾矿砂和天然砂拌置的混凝土进行了试验。通过实验得出结论：由于尾矿砂吸水率大于天然砂，所以，掺入量过大时，随着时间的推移，尾矿砂会吸收砼拌合物内较多的自由水，造成砼拌合物坍落度经时损失过大。因此在选用尾矿砂时不宜掺量太大，宜不超过百分之六十为宜。

结论：通过以上的试验得出结论用尾矿砂替代天然砂均能配制出和易性与强度都能满足要求的混凝土。因此，仅就砼和易性与强度两个重要指标而言，尾矿砂完全可以100%取代天然砂。