APP下载

尾矿砂对水泥胶砂性能影响的试验

2014-08-05王梦赛徐国强张静杨航唐佳颖

关键词:矿砂胶砂抗折

王梦赛,徐国强,张静,杨航,唐佳颖

(河北联合大学 建筑工程学院,河北省地震工程研究中心,河北 唐山063009)

0 引 言

随着我国基本建设日益发展的需要,已经有越来越多的地区出现了天然砂资源匮乏的现象,对天然砂的超量开采已对农田、河道造成了严重破坏,寻找替代天然砂的资源势在必行[1]。在国内,据统计1949年到2007年期间,铁尾矿砂的排放量50多亿吨[2]。根据《铁铜尾矿资源调查评价》报道,1949年到2009年期间,铁尾矿砂的排放量已经达到62亿吨,仅仅在2009年,尾矿砂的排放量就已经达到了5.5亿吨[3]。我国现有8 000多个国营矿山和11万多个乡镇集体矿山,年排出的尾矿量高达5亿t以上,其中铁矿山年排放量达1.5亿t,占入选铁矿石量的60%左右[4]。因此,铁尾矿的治理和开发利用成为了当今我国亟需解决的问题。尾矿作为二次资源已受到世界各国的重视,在国外,如日本、德国铁尾矿基本得到全部利用;前苏联、美国、加拿大等国也都非常重视铁尾矿的开发利用[5]。我国在铁尾矿开发利用方面也取得了一些进展和成果,但利用率很低,不能从根本上解决尾矿带来的负面问题。本分将经过加工处理过的尾矿砂替代天然砂,研究尾矿砂掺量对水泥胶砂流动度、抗折强度和抗压强度的影响,探讨尾矿砂替代天然砂用于砂浆的可行性。

1 试验

1.1 试验原材料

1.1.1 水泥

唐山市冀东水泥厂生产的普通硅酸盐水泥,水泥的主要性能指标见表1。

表1 水泥的主要性能指标

1.1.2 砂

试验所用天然砂为迁安河砂,细度模数为2.11,尾矿砂为迁安铁尾矿经过筛分处理后的人工砂,细度模数为2.75。

1.1.3 水

自来水。

1.2 试验方法

试件规格为40mm×40mm×160mm棱柱体,试件成型后带模在湿气中养护24h,而后脱模放入水中养护至标准龄期进行相关试验。水泥胶砂抗折、抗压强度试验按照《水泥胶砂强度检验方法》(GB/T 17671-1999)规定进行,并测试件的3d、7d和28d的抗折强度和抗压强度。

2 试验结果及分析

2.1 尾矿砂对水泥胶砂流动度的影响研究

当采用P.O32.5水泥时,尾矿砂对水泥胶砂流动度的影响见表2和图1。

表2 尾矿砂掺量对水泥胶砂流动度的影响(P.O32.5)

图1 尾矿砂掺量对水泥胶砂流动度的影响(P.O32.5)

从表2和图1可以看出,在采用P.O32.5水泥的情况下,当水泥、砂和用水量不变时,随着尾矿砂替代天然砂比例的增加,水泥胶砂流动度逐渐增大,流动度由110mm增加到150mm,增加了36%,这说明尾矿砂的掺入可以提高水泥胶砂的流动度。

当采用P.O42.5水泥时,尾矿砂对水泥胶砂流动度的影响见表3和图2。

从表3和图2可以看出,在采用P.O42.5水泥的情况下,当水泥、砂和用水量不变时,随着尾矿砂替代天然砂比例的增加,水泥胶砂流动度逐渐增大,流动度由120mm增加到170mm,增加了42%,这说明尾矿砂的掺入可以提高水泥胶砂的流动度。

2.2 尾矿砂对水泥胶砂强度的影响研究

当采用P.O32.5水泥时,尾矿砂对水泥胶砂强度的影响见表4、图3和图4。

表3 尾矿砂掺量对水泥胶砂流动度的影响(P.O42.5)

图2 尾矿砂掺量对水泥胶砂流动度的影响(P.O42.5)

表4 尾矿砂掺量对水泥胶砂强度的影响(P.O32.5)

图3 尾矿砂掺量对水泥胶砂抗折强度影响(P.O32.5)

图4 尾矿砂掺量对水泥胶砂抗压强度影响(P.O32.5)

从图3和图4可以看出,在采用P.O32.5水泥的情况下,当水泥、砂和用水量不变时,随着尾矿砂替代天然砂比例的增加,水泥胶砂3d抗折和抗压强度有所降低,7d抗折和抗压强度变化不大,而28d抗折和抗压强度逐渐增加。

当采用P.O42.5水泥时,尾矿砂对水泥胶砂强度的影响见表5、图5和图6。

表5 尾矿砂掺量对水泥胶砂强度的影响(P.O42.5)

图5 尾矿砂掺量对水泥胶砂抗折强度影响(P.O42.5)

图6 尾矿砂掺量对水泥胶砂抗压强度影响(P.O42.5)

从图5和图6可以看出,在采用P.O42.5水泥的情况下,当水泥、砂和用水量不变时,随着尾矿砂替代天然砂比例的增加,水泥胶砂3d抗折和抗压强度略有降低,7d抗折和抗压强度略有增加,而28d抗折和抗压强度逐渐增加。

3 结 论

(1)当采用P.O32.5水泥,且水泥、砂和用水量不变时,随着尾矿砂替代天然砂比例的增加,水泥胶砂流动度逐渐增大,流动度由110mm增加到150mm。

(2)当采用P.O42.5水泥,且水泥、砂和用水量不变时,随着尾矿砂替代天然砂比例的增加,水泥胶砂流动度逐渐增大,流动度由120mm增加到170mm。

(3)当采用P.O32.5水泥,且水泥、砂和用水量不变时,随着尾矿砂替代天然砂比例的增加,水泥胶砂3d抗折和抗压强度有所降低,7d抗折和抗压强度变化不大,而28d抗折和抗压强度逐渐增加。

(4)当采用P.O42.5水泥,且水泥、砂和用水量不变时,随着尾矿砂替代天然砂比例的增加,水泥胶砂3d抗折和抗压强度略有降低,7d抗折和抗压强度略有增加,而28d抗折和抗压强度逐渐增加。

[1] 刘治宁,马传高,马颖.尾矿砂在混凝土中的应用[J].商品混凝土,2013,(7):42-43.

[2] 陈甲斌,贾文龙,余良辉.铁矿尾矿资源调查及评价[J].矿业研究与开发,2010,30(3):60-63.

[3] 朱欣然.铁尾矿资源开发利用经济分析[D].北京:中国地质大学,2010.

[4] 张锦瑞,王伟之,李富平,等.金属矿山尾矿综合利用与资源化[M].北京:冶金工业出版社,2002.

[5] 程琳琳,朱申红.国内外尾矿综合利用浅析[J].中国资源综合利用,2005(11):30-32.

猜你喜欢

矿砂胶砂抗折
掺铁尾矿砂细集料的水泥混凝土性能分析
铁尾矿砂混凝土力学特性实验研究
橡胶粒径和掺量对橡胶混凝土胶砂性能的影响
响应面法优化铁尾矿砂对铜(II)的吸附条件
苛性碱对碱矿渣水泥砂浆抗压强度和抗折强度的影响
不同矿物掺合料对蒸养水泥胶砂力学性能的影响★
混凝土用粉煤灰需水量比试验探讨
熟料中矿物含量与抗折强度相关性分析
Vortex Rossby Waves in Asymmetric Basic Flow of Typhoons
新一代40 万吨矿砂船首制船顺利出坞