鐵尾礦砂配制普通砂漿和節(jié)能砂漿的應(yīng)用技術(shù)研究.pdf

1、目前國內(nèi)已積存大量的采礦尾礦，嚴(yán)重污染環(huán)境，占用土地資源。其中鐵礦采選后產(chǎn)生的鐵尾礦堆積現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。如能將這些廢棄尾礦應(yīng)用到砂漿中，對社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本文主要就鐵尾礦取代細(xì)砂配制普通砂漿和節(jié)能砂漿的可行性進(jìn)行試驗(yàn)和理論分析，為鐵尾礦在建筑材料產(chǎn)品中的應(yīng)用提供基礎(chǔ)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　　 首先研究基礎(chǔ)鐵尾礦等體積取代細(xì)砂對普通砂漿性能的影響程度和規(guī)律，確定鐵尾礦砂取代天然細(xì)砂配制普通砂漿的適宜比例。試驗(yàn)結(jié)果表明，鐵尾礦的摻

2、入對砂漿的許多性能都有極大的影響。
　　 （1）鐵尾礦的摻入，改善了砂漿的和易性。砂漿的流動度提高，分層度降低。鐵尾礦摻量在10％～50％之間，砂漿的流動性最好。（2）砂漿的立方體抗壓強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度均隨著鐵尾礦摻量增加呈現(xiàn)先降后升的趨勢。鐵尾礦摻量為40％時，砂漿強(qiáng)度開始提高，摻量為50％時，砂漿28d強(qiáng)度均高于普通砂漿強(qiáng)度。（3）摻入鐵尾礦后，砂漿的干縮值降低。鐵尾礦摻量超過50％，28d收縮值與泊松比大幅下降。

3、而彈性模量僅在30％～50％范圍內(nèi)較低。砂漿的壓折比隨鐵尾礦摻量增加而逐漸增大，特別是28d壓折比較高。（4）摻鐵尾礦的砂漿，導(dǎo)溫系數(shù)大幅提高，導(dǎo)熱系數(shù)在鐵尾礦摻量超過40％后，隨鐵尾礦摻量的增加而降低。但砂漿的蓄熱系數(shù)和比熱容持續(xù)降低。鐵尾礦取代率為100％時，砂漿蓄熱系數(shù)降低至基準(zhǔn)砂漿的53％，比熱容降低至基準(zhǔn)砂漿的33％。（5）綜合各項(xiàng)性能指標(biāo)，鐵尾礦等量取代天然細(xì)砂的適宜范圍為40％～60％。
　　 其次，以鐵尾礦等量取

4、代天然細(xì)砂比例為50％的砂漿為基準(zhǔn)，研究水泥用量對鐵尾礦砂漿物理、力學(xué)、熱工性能的影響程度和規(guī)律，以確定配制不同強(qiáng)度等級鐵尾礦砂漿時適宜的水泥用量。試驗(yàn)結(jié)果和理論分析表明，隨著水泥用量的增大，達(dá)到相同稠度時砂漿的用水量減少，水灰比從1.76降低至0.96。但水泥用量超過350kg/m3后，砂漿的流動度大幅降低，最低僅達(dá)水泥用量250kg/m3砂漿的82％。水泥用量的增加，提高了砂漿的密實(shí)度，降低了孔隙率，使表觀密度和強(qiáng)度不斷增大。然而壓

5、折比也在增大，砂漿的脆性增大。水泥用量超出400kg后，壓折比提高幅度增大。當(dāng)水泥用量為450kg/m3時，砂漿28d壓折比相對于水泥用量為250kg/m3的砂漿增加幅度達(dá)35％。砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)從水泥用量為250kg/m3時0.428 W/(m·K)增加至水泥用量為450kg/m3時0.546W/(m·K)，增幅達(dá)27.6％。綜合各項(xiàng)性能，選定單位水泥用量250kg/m3～350kg/m3為較優(yōu)水泥用量范圍。此水泥用量范圍內(nèi)的砂漿，流動

6、性、壓折比、導(dǎo)熱系數(shù)等各項(xiàng)性能表現(xiàn)較優(yōu)，可配制強(qiáng)度等級為M5、M7.5、M10的鐵尾礦砂漿。
　　 針對新拌鐵尾礦砂漿性能所需改性劑種類和摻量進(jìn)行試驗(yàn)研究。系統(tǒng)測試了單摻纖維素醚和雙摻纖維素醚與淀粉醚對鐵尾礦砂漿保水性和施工性能的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，單摻纖維素醚能顯著提高了鐵尾礦砂漿的保水性，摻量越高保水性越好。纖維素醚摻量為0.2％時，砂漿的保水率達(dá)到95.5％，比基準(zhǔn)砂漿提高了15.6％。然而砂漿的粘度急劇增大，影響施工

7、性能。雙摻纖維素醚與淀粉醚，兩者顯示了較好的協(xié)同效果。淀粉醚雖然對砂漿的保水率提高幅度不大，但其性能與纖維素醚有互補(bǔ)性，能有效的提高爽滑度，改善砂漿施工性。對于摻0.2％纖維素醚的砂漿，淀粉醚摻量0.08％時砂漿的粘性指數(shù)僅為20.3，較之單摻纖維素醚降低42％之多。
　　 最后進(jìn)行鐵尾礦砂配制節(jié)能砂漿的試驗(yàn)研究。等體積摻入輕質(zhì)細(xì)骨料，通過測試其物理、力學(xué)、熱工等方面性能，確定鐵尾礦砂配制節(jié)能砂漿所需采用的輕質(zhì)骨料種類和適宜比例

8、。（1）摻入輕骨料后，砂漿的用水量和流動度均出現(xiàn)不同程度的降低。（2）摻橡膠粉的鐵尾礦砂漿，表觀密度和導(dǎo)熱系數(shù)增大，強(qiáng)度顯著降低。（3）摻聚苯乙烯的鐵尾礦砂漿，表觀密度增大，密實(shí)度提高，強(qiáng)度與基準(zhǔn)砂漿相比相差不大。聚苯乙烯摻量為15％時，鐵尾礦砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)低于基準(zhǔn)砂漿，僅為0.19W/(m·K)。之后砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)隨著聚苯乙烯摻量的增加而增大。（4）摻加憎水?；⒅樯皾{的抗壓、抗折強(qiáng)度與基準(zhǔn)砂漿強(qiáng)度相差不大。而砂漿的表觀密度與導(dǎo)熱系數(shù)