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(guó)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(duì)社會(huì)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(duì)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(duì)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(dòng)度提高，分層度降低。鐵尾礦摻量在10％～50％之間，砂漿的流動(dòng)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(shì)。鐵尾礦摻量為40％時(shí)，砂漿強(qiáng)度開始提高，摻量為50％時(shí)，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?jī)H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(shí)，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(duì)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(jí)鐵尾礦砂漿時(shí)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(shí)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(dòng)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(shí)，砂漿28d壓折比相對(duì)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(shí)0.428 W/(m·K)增加至水泥用量為450kg/m3時(shí)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(dòng)

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(jí)為M5、M7.5、M10的鐵尾礦砂漿。
　　 針對(duì)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(cè)試了單摻纖維素醚和雙摻纖維素醚與淀粉醚對(duì)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(shí)，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(duì)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(duì)于摻0.2％纖維素醚的砂漿，淀粉醚摻量0.08％時(shí)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(cè)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(dòng)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(shí)，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)