冯冀平

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.11.101

摘 要：承德地区尾矿工业废料数量约占全国的1/17，而为存置尾矿废料建立尾矿坝需耗费大量的资源，与此同时，尾矿坝也成为承德地区重大危险源。尾矿废料已成为承德地区一大急需解决的治理难题，如何将工业尾矿废料变废为宝，应用在工业与民用建筑中产生巨大的社会效益、经济效益是我们这次研究的主要方向。

关键词：尾矿骨料 早期抗裂 混凝土

中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（b）-0101-09

1 原材料

我们选用的原材料水泥为冀东P.O42.5，矿粉为承德平安建材S95级矿粉，粉煤灰为承德滦电Ⅱ级粉煤灰，粗骨料为隆化北山矿区5～25 mm连续粒级尾矿石，细骨料分别为单一磁矿砂、钒钛矿砂、六沟河砂，外加剂为北京高地思泽VF-15型防冻剂，主要数据见表1～表5，图1～图5。

2 混凝土配合比及试配情况

说明：混凝土配合比设计依据JGJ55-2011，配合比设计计算书不在此详述。试配每次拌合物容量为30 L，每一标号每一龄期的混凝土样本容量为30组，原始数据不在此详述。细骨料均含水，六沟天然砂含有15.6%的石子。

（1）不同骨料C25混凝土配合比及试配记录见表6、表7。

（2）不同骨料C35混凝土配合比及试配记录见表8、表9。

（3）不同骨料C55混凝土配合比及试配记录见表10、表11。

（4）通过上述表格可以看出，当配合比无明显差异的情况下，天然骨料混凝土与钒钛细骨料的混凝土工作性能要明显优于单一磁细骨料拌制的混凝土。单一磁细骨料拌制的混凝土易泌水、离析，不宜应用在工程当中。

3 强度分析

（1）C25不同龄期及骨料强度对比柱状图见图6、图7、图8、图9。

（2）C35不同龄期骨料强度对比柱状图见图10、图11、图12、图13。

（3）C55不同龄期骨料强度对比柱状图见图14、图15、图16、图17。

（4）总结①从以上可以看出尾矿骨料混凝土的60 d强度均高于天然骨料混凝土，而7 d、28 d强度对比并未发现明显规律特征。②钒钛细骨料混凝土28～60 d强度普遍增长明显。③单一磁细骨料混凝土不同标号强度增长变化差异较大，呈现不稳定变化，难以把握规律。

4 凝结时间分析

（1）C25不同骨料拌合物凝结时间对比见图20、图21、图22、图23。

（2）总结：从对比图中可以看出，钒钛细骨料混凝土凝结时间较短，天然砂居中，单一磁凝结时间最长。

5 抗渗性能

（1）C25不同骨料试件渗透情况见表12。

（2）结论：从以上试验数据可以看出不同骨料混凝土抗渗性能基本一致。

6 抗冻性能

（1）C25不同骨料試件冻融情况见表13、表14。

（2）结论：从以上试验数据来看，钒钛抗冻性远远要高于六沟和单一磁。

7 抗硫酸盐

（1）强度等级为C25的不同细骨料、龄期为90 d的混凝土试件抗硫酸盐侵蚀情况见表15。

（2）结论：掺加尾矿骨料的混凝土在抗硫酸盐侵蚀性能方面要优于天然骨料混凝土。

8 抗碳化

（1）不同骨科抗碳化对比见表16。

（2）结论：混凝土中掺加一定量的尾矿骨料，对混凝土的抗碳化性能有利。

9 抗氯离子

（1）强度等级为C25的不同骨料混凝土试件抗氯离子试验情况见表17。

（2）天然骨料混凝土抗氯离子性能要优于尾矿骨料混凝土。

10 早期抗裂

（1）不同骨科混凝土早期抗裂性能对比见表18。

（2）结论：铁尾矿骨料混凝土早期抗裂性能受配合比、坍落度、施工方法、振捣、养护等环境影响较大，通过试验铁尾矿骨料混凝土早期抗裂性能与普通混凝土对比无明显规律。

11 结论

从以上数据可以看出，用铁尾矿骨料拌制的混凝土与用天然骨料拌制的混凝土相比具有以下特征。

（1）钒钛尾矿骨料混凝土工作性能较天然骨料混凝土无明显差异，而单一磁骨料混凝土工作性能非常差，不适宜单独应用。

（2）钒钛尾矿骨料混凝土力学性能均比天然骨料混凝土高，其28 d后增长更为明显。单一磁尾矿骨料混凝土力学性能与天然骨料混凝土相比无明显差异。

（3）从抗渗、抗冻这两项耐久性指标观察，钒钛尾矿骨料混凝土最佳，而单一磁尾矿骨料混凝土与天然骨料混凝土无明显差异。

（4）从其他耐久性能指标观察不同骨料混凝土耐久性能各有优劣，需要通过配合比优化设计方能满足相关要求。

综上所述，从工作性能、力学性能、抗冻抗渗等耐久性能几项指标来看，用尾矿骨料替代天然骨料拌制混凝土是可行的，其中单一磁骨料需要进行配合比优化设计方能取得理想效果。