畢業(yè)論文--鐵尾礦砂混凝土的泌水特性及對(duì)混凝土性能的影響

1、<p><b>　　本科生畢業(yè)論文</b></p><p>　　題 目： 鐵尾礦砂混凝土的泌水特性及對(duì)</p><p><b>　　混凝土性能的影響</b></p><p>　　英文題目： The Bleeding Behavior of Concretes Prepared</p><

2、;p>　　with Ferrous Mill Tailings and Its Influence on</p><p>　　Properties of Concretes </p><p>　　學(xué) 院： 材 料 學(xué) 院 </p><p>　　專 業(yè)： 無機(jī)非金屬材料工程 </p>

3、;<p>　　2010年 6 月 10 日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　尾礦是選礦廠選別礦石后產(chǎn)生的大量脈石廢渣，通常以尾礦漿的形式排出。目前所有礦山對(duì)尾礦的主要處理方式是就近修建尾礦庫(kù)，將其堆存起來。這樣不僅占用大量土地，而且有很大的安全隱患。人們對(duì)天然砂石的過度開采，嚴(yán)重破壞了自然環(huán)境，并且還影響到了建筑業(yè)的可持續(xù)

4、發(fā)展。為解決鐵尾礦的堆存和天然砂的短缺這一對(duì)矛盾，同時(shí)為了解決鐵尾礦砂本身保水性差，泌水量大的問題，本研究利用鐵尾礦砂和鐵尾礦粉為基本原材料，通過不同的礦物摻合料、減水劑、鐵尾礦粉的摻入，配置出早快型、早慢型、晚快型、晚慢型四種泌水類型混凝土，通過測(cè)定不同類型混凝土抗壓強(qiáng)度和孔結(jié)構(gòu)特征，分析了對(duì)強(qiáng)度造成不同影響的具體原因。試驗(yàn)結(jié)果表明，早快型泌水混凝土雖然泌水量大，孔隙率大，但由于塑性收縮，有害孔少，而且實(shí)際水灰比低，所以強(qiáng)度依然很高；

5、早慢型泌水混凝土有害孔和多害孔比例高，強(qiáng)度低；晚快型由于加入鐵尾礦粉作為微細(xì)集料填充，強(qiáng)度也很高，但因?yàn)楸砻骈_放型氣孔多，可能抗?jié)B性不好；晚慢型泌水泌水量少，氣孔率低，有害孔少，強(qiáng)度最高，其他性能也最優(yōu)良，是最佳混凝土泌水類型。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：鐵尾礦砂，鐵尾礦粉，泌水，混凝土，強(qiáng)度</p><p><b>　　Abstract</b></p>

6、;<p>　　The ferrous mill tailings is plant of gangue slag pulp chosen ore-dressing, which is often proposed in the form of the tail. Currently, the main method dealing with the ferrous mill tailings is to construct

7、 tailing dams for storage. This will not only take up much of the land, but also have a lot of security risks. At the same time, as the increases of consumption of the concrete materials used in construction, more and mo

8、re natural aggregates are needed. The excessive exploitation of natural sa</p><p>　　Key Words： ferrous mill tailings ore, micro fines, bleeding, concrete, strength</p><p><b>　　目錄</b>

9、</p><p><b>　　第一章 綜述2</b></p><p>　　1.1鐵尾礦砂的研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.1.1尾礦的堆積及危害2</p><p>　　1.1.2鐵尾礦的利用現(xiàn)狀3</p><p>　　1.2建筑用砂的使用現(xiàn)狀3</p><p>

10、;　　1.2.1天然砂的缺乏3</p><p>　　1.2.2人工砂的使用狀況4</p><p>　　1.2.3鐵尾礦砂作為人工砂的研究4</p><p>　　1.3 泌水研究現(xiàn)狀4</p><p>　　1.3.1泌水成因及影響因素4</p><p>　　1.3.2 泌水對(duì)混凝土性能的影響。5</p&

11、gt;<p>　　1.3.3 鐵尾礦砂泌水特性研究6</p><p>　　1.4 存在的問題6</p><p>　　第二章 試驗(yàn)研究方案7</p><p>　　2.1 研究思路7</p><p>　　2.1.1 研究鐵尾礦砂的基本性質(zhì)的研究7</p><p>　　2.1.2 研究鐵尾礦粉及高爐

12、礦渣、粉煤灰的基本性質(zhì)7</p><p>　　2.2.3 研究不同配比鐵尾礦混凝土的坍落度大小。7</p><p>　　2.1.4 研究鐵尾礦砂混凝土的泌水特性及類型7</p><p>　　2.1.5 研究不同類型泌水對(duì)混凝土性能的影響7</p><p>　　2.1.6 研究不同類型泌水影響強(qiáng)度的原及如何改善的方法7</p&g

13、t;<p>　　2.3 試驗(yàn)原材料及儀器設(shè)備9</p><p>　　2.3.1 水泥9</p><p>　　2.3.2 礦物摻合料9</p><p>　　2.3.3 集料9</p><p>　　2.3.4 水和外加劑9</p><p>　　2.3.5 試驗(yàn)儀器設(shè)備9</p>&l

14、t;p>　　2.4 試驗(yàn)方法11</p><p>　　2.4.1 鐵尾礦砂基本性質(zhì)的測(cè)定11</p><p>　　2.4.2 碎石基本性質(zhì)的測(cè)定11</p><p>　　2.4.3 水泥基本性質(zhì)的測(cè)定11</p><p>　　2.4.4 鐵尾礦粉基本性質(zhì)的測(cè)定12</p><p>　　2.4.5 礦渣、

15、粉煤灰基本性能測(cè)定12</p><p>　　2.4.6 不同配比混凝土的試驗(yàn)測(cè)定12</p><p>　　第三章 試驗(yàn)結(jié)果與分析討論15</p><p>　　3.1 鐵尾礦砂、碎石基本性質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果與分析15</p><p>　　3.1.1 鐵尾礦砂的化學(xué)成分與主要礦物組成15</p><p>　　3.1.2

16、鐵尾礦砂的顆粒形貌16</p><p>　　3.1.3鐵尾礦砂的級(jí)配16</p><p>　　3.1.4石的級(jí)配17</p><p>　　3.2 水泥的物理性質(zhì)18</p><p>　　3.3 鐵尾礦粉的性質(zhì)18</p><p>　　3.4 鐵尾礦砂混凝土的泌水特性18</p><p&g

17、t;　　3.4.1 泌水時(shí)間的探究20</p><p>　　3.4.2 泌水類型與強(qiáng)度的關(guān)系21</p><p>　　3.4.3 泌水類型影響強(qiáng)度的原因24</p><p>　　3.4.4 不同泌水類型混凝土的孔結(jié)構(gòu)分析26</p><p>　　3.4.5 壓力泌水分析28</p><p><b>

18、　　參考文獻(xiàn)30</b></p><p><b>　　致 謝31</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　鐵尾礦作為選礦的一種副產(chǎn)品，尾礦庫(kù)堆積數(shù)量龐大，潰壩事件時(shí)有發(fā)生，并且占用大面積土地，嚴(yán)重污染環(huán)境，已經(jīng)引起社會(huì)上高度重視。如何消納和利用尾礦砂，使之變廢為寶，已經(jīng)成為當(dāng)

19、今的熱門研究課題。對(duì)此，國(guó)內(nèi)外都進(jìn)行了很多研究，在提取有用元素，生產(chǎn)建筑材料等方面取得很多成就。但真正消納和利用尾礦砂，仍需要進(jìn)一步研究。當(dāng)今天然砂短缺，鐵尾礦砂是生產(chǎn)人工砂的很好原料。本課題基于這個(gè)基礎(chǔ)，研究鐵尾礦砂的各種物理化學(xué)性能、粒度分布、表面特征等，在與天然砂對(duì)比的同時(shí)，研究各組鐵尾礦砂混凝土的泌水特性。初步分為早快型、早慢型、晚快型、晚慢型四種類型，并通過試驗(yàn)測(cè)定其對(duì)混凝土性能的不同影響，從而確定出最佳配比，為實(shí)現(xiàn)鐵尾礦砂的

20、最佳利用提供依據(jù)。</p><p><b>　　第一章 綜述</b></p><p>　　1.1鐵尾礦砂的研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.1.1尾礦的堆積及危害</p><p>　　尾礦是選礦廠選別礦石后產(chǎn)生的大量脈石廢渣，通常以尾礦漿的形式排出。尾礦數(shù)量龐大，國(guó)內(nèi)外一些大型選礦廠的尾礦常達(dá)數(shù)億噸。截止2007年，我國(guó)

21、現(xiàn)有大大小小尾礦庫(kù)10000多個(gè)，全部金屬礦山堆存的尾礦高達(dá)60億噸以上，而且以每年產(chǎn)出3億噸尾礦的速度增加，其中僅鐵尾礦就約占總量的1/3，唐山地區(qū)鐵尾礦累計(jì)堆存就已達(dá)2億噸以上[1]。而尾礦庫(kù)的一起起潰壩事件也讓人觸目驚心。</p><p>　　根據(jù)有關(guān)報(bào)道：2008年9月8日山西省臨汾市襄汾縣塔兒山鐵礦發(fā)生了特別重大潰壩事故，壩高50米，垮塌后庫(kù)區(qū)20萬(wàn)立方的泥漿形成了寬約300多米、長(zhǎng)約2公里多的泥石流，

22、吞噬了下游的一個(gè)農(nóng)貿(mào)集市和兩個(gè)村子，276人遇難，造成國(guó)家經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1105萬(wàn)元。而我們?cè)谡痼@之余，回頭看看，這些悲劇在過去屢見不鮮：2007年11月25日，遼寧海城尾礦庫(kù)潰壩，16人遇難；2006年4月30日，陜西鎮(zhèn)安縣黃金尾礦潰壩，17人遇難；1993年，福建省潘洛鐵礦庫(kù)區(qū)內(nèi)發(fā)生山體大規(guī)?；?，14人遇難； 1992年5月24日，河南灤川縣赤土店鄉(xiāng)鉬礦尾礦庫(kù)發(fā)生大規(guī)模坍塌，12人遇難； 1985年8月25日湖南柿竹園有色礦牛角壟尾礦

23、庫(kù)潰壩，49人遇難；1962年9月26日云南錫業(yè)公司火谷都尾礦庫(kù)潰壩，171人遇難……　　</p><p>　　尾礦堆積不僅具有很大的安全隱患，給國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失，而且污染環(huán)境.最為典型的例子就是曾經(jīng)資源豐富的鞍山，由于周邊形成的30多平方公里的排巖場(chǎng)和尾礦庫(kù)，這個(gè)全國(guó)最大的排巖場(chǎng)和尾礦庫(kù)內(nèi)幾乎寸草不生，就像一個(gè)人工造就的巨大沙漠，它也成為鞍山最大粉塵污染源。不僅如此，尾礦庫(kù)的滲透水含有多種有害成分

24、，污染水體。隨著尾礦堆積不斷增加，占用土地面積越來越大，國(guó)土資源部發(fā)布的2007年度《中國(guó)地質(zhì)環(huán)境公報(bào)》中指出“截止2007年全國(guó)礦業(yè)開發(fā)占用損壞的土地面積為165.8萬(wàn)公頃，其中尾礦堆放90.9萬(wàn)公頃”。</p><p>　　污染環(huán)境，占用土地，危害人民群眾生命安全，給國(guó)家造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，使得尾礦的合理有效處理及研究刻不容緩。</p><p>　　1.1.2鐵尾礦的利用現(xiàn)狀</p

25、><p>　　目前，鐵尾礦綜合利用的途徑主要有以下幾個(gè)方面 ：①鐵尾礦再選與有價(jià)元素的綜合回收，如鐵、鈦、硫、鈷、金、銀等有用成分；②利用鐵尾礦充填礦山采空區(qū)；③復(fù)墾植被；④利用鐵尾礦作土壤改良劑及微量元素肥料；⑤開發(fā)生產(chǎn)建材產(chǎn)品。例如生產(chǎn)微晶玻璃、瓷磚、草坪磚、空心磚、河砂等。 </p><p>　　對(duì)鐵尾礦的開發(fā)研究，國(guó)外進(jìn)行的較早。早在60年代初，前蘇聯(lián)就開始了尾礦建材的研究和生產(chǎn)，主

26、要是把尾礦砂進(jìn)行適當(dāng)分級(jí)后作為混凝土粗細(xì)集料，或者作為原料生產(chǎn)水泥。加拿大除以尾礦墻體材料研究為特色外，魁北克礦山還用磨細(xì)的尾礦燒制出耐火硅磚。美國(guó)絕大多數(shù)尾礦被用作混凝土填料和鋪路材料。日本有人將鐵尾礦與10％的硅藻土混合，燒制成輕質(zhì)骨料。國(guó)外許多金屬礦山都將二次資源進(jìn)行了優(yōu)化處理，并將剩余的尾礦用于制造尾礦磚和建筑材料等[2]。</p><p>　　國(guó)內(nèi)外對(duì)尾礦砂的研究均投人了大量資金，并已取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效

27、益和社會(huì)效益。目前，我國(guó)高硅鐵尾礦建筑材料利用主要集中在高標(biāo)號(hào)水泥、建筑陶瓷、免燒磚和燒結(jié)磚、高檔裝飾材料、微晶玻璃、花崗巖等[3]。馬鞍山礦山研究院利用齊大山選礦廠尾礦加入一定的配料(碎石、砂子、粉煤灰及粘土)及石灰，經(jīng)一定的處理后作為路面基料，并在沈陽(yáng)至盤山的12km路段進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)，經(jīng)公路部門的測(cè)定表明。已達(dá)到了二級(jí)公路對(duì)路基的強(qiáng)度要求。該院還利用齊大山、歪頭山細(xì)粒尾礦研制免燒磚、飾面磚，其性能達(dá)到了100#標(biāo)準(zhǔn)[2]。<

28、/p><p>　　從20世紀(jì)80年代開始，我國(guó)對(duì)礦產(chǎn)資源綜合利用工作加強(qiáng)了宏觀管理，明確了指導(dǎo)方針。并于1986年首次在《中華人民共和國(guó)礦產(chǎn)資源法》中將尾礦綜合利用以法律的形式提出，這為開展鐵尾礦的綜合利用創(chuàng)造了條件。</p><p>　　以上研究都有著重要的經(jīng)濟(jì)效益和一定的社會(huì)效益，但要想大量消納尾礦，解決大面積土地被占用情況以及有效緩解環(huán)境破壞，對(duì)尾礦砂的研究還有待深化。</p>

29、;<p>　　1.2 建筑用砂的使用現(xiàn)狀</p><p>　　1.2.1 天然砂的缺乏</p><p>　　在社會(huì)高速發(fā)展的21世紀(jì)，面對(duì)實(shí)施國(guó)家第十一個(gè)五年計(jì)劃的新時(shí)期，建筑行業(yè)更是發(fā)展迅速，砂石在多數(shù)地區(qū)已面臨著天然砂減少、短缺或枯竭。為了滿足建筑用砂需求，很多不法開采者對(duì)天然砂石集料地隨意開采，濫采濫用，破壞農(nóng)田、河床，造成橋梁塌陷等事故，造成很大經(jīng)濟(jì)損失[4]，而且還

30、影響到建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。現(xiàn)在全國(guó)各地已制訂了一些政策、法規(guī)，如廣東省頒布了《采石取土管理規(guī)定》、國(guó)土資源部發(fā)出了《關(guān)于清理整頓河道采砂的緊急函》、濟(jì)南市頒發(fā)了《整頓地方建材生產(chǎn)加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境自然景觀保護(hù)的通知》、江西九江市政府作出決定“三百里長(zhǎng)江今日起封江禁采”等。如何開發(fā)新的混凝土骨料資源——人工砂，保證滿足國(guó)家新時(shí)期建設(shè)之需要，已是擺在我們面前的一個(gè)嚴(yán)峻問題。</p><p>　　1.2.2人工砂的使用狀況&

31、lt;/p><p>　　人工砂在工程中的地位越來越重要，成為建筑用砂的重要來源。目前國(guó)內(nèi)人工砂生產(chǎn)主要有3種形式，一種是開礦產(chǎn)石的同時(shí)專門生產(chǎn)人工砂，這多屬于大型企業(yè)（即年產(chǎn)砂石100萬(wàn)噸以上）；一種是在河道里用卵石生產(chǎn)機(jī)制砂，或配以少量天然砂生產(chǎn)混合砂，這多屬于中型企業(yè)（即年產(chǎn)砂石50萬(wàn)噸左右）；再一種是利用各種尾礦生產(chǎn)的，經(jīng)過簡(jiǎn)單再加工和篩分，或直接利用，這多屬于小型企業(yè)（即年產(chǎn)砂石30萬(wàn)噸以下，甚至幾萬(wàn)噸）。國(guó)

32、標(biāo)允許使用人工砂，人工砂作為混凝土細(xì)集料有其固有的優(yōu)勢(shì)，主要有：1.資源優(yōu)勢(shì) 可利用各種尾礦廢棄物生產(chǎn)，資源廣泛，成本低。2.由于產(chǎn)原固定，機(jī)械化生產(chǎn)，顆粒大小、級(jí)配可調(diào)，而且石粉的合理使用可以有效改善混凝土的性能[5]。</p><p>　　1.2.3 鐵尾礦砂作為人工砂的研究</p><p>　　鐵尾礦是生產(chǎn)人工砂很好的原料，平均每噸尾礦可以生產(chǎn)60%-70%作為建筑用人工砂，這是將鐵

33、尾礦變廢為寶的一個(gè)重要途徑，也是消納鐵尾礦、實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)有效措施。然而，利用鐵尾礦代替天然砂作集料配制砂漿，還缺乏系統(tǒng)的理論研究以及工程應(yīng)用實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的積累。鐵尾礦砂作為副產(chǎn)人工砂，其物理化學(xué)性能、粒度分布、表面特性等方面與天然砂有一定的差異，相對(duì)來說粘聚性保水性較差，用鐵尾礦砂代替天然砂需要解決工作性，泌水性對(duì)混凝土強(qiáng)度等性能等問題[6]。因此，本文將根據(jù)鐵尾礦砂的基本性質(zhì)，以鐵尾礦砂作細(xì)集料，研究鐵尾礦砂漿的泌水特性以

34、及對(duì)混凝土性能的影響，為鐵尾礦砂在建筑砂漿中的實(shí)際應(yīng)用做一些基礎(chǔ)的研究，使鐵尾礦有更大的用武之地[7]。</p><p>　　1.3 泌水研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.3.1 泌水成因及影響因素</p><p>　　拌和物的離析指的是拌和物各組分分離，造成不均勻和失去連續(xù)性的現(xiàn)象。通常離析指的是砂漿和粗集料產(chǎn)生分離。這種分離有兩種類型：一種是較重的混凝土顆粒沉到

35、新拌混凝土底部，另一種是混凝土和粗集料分離，通常這是由于不適當(dāng)?shù)某尚魏驼駝?dòng)引起的。</p><p>　　攪拌均勻的拌和物發(fā)生各類顆粒分離的直接原因，是顆粒之間發(fā)生可不同的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生不同的位移。例如，拌合物沿著一斜槽下落時(shí)，塑性拌合物表面部分比在滑槽底面部分的流動(dòng)快，顆粒重的部分比顆粒輕的部分速度快，故此而發(fā)生離析。</p><p>　　泌水通常是由于處在新拌混凝土中的集料顆粒不能吸收所有的

36、拌和水所引起的，實(shí)質(zhì)上也是一種離析。大部分的泌水發(fā)生在水泥水化的誘導(dǎo)期，這時(shí)膠凝材料還沒有充分的水化。在混凝土中用水量和水灰比是影響泌水的主要因素，增加用水量和水灰比也就是增加了泌水所能得到的水分。普通混凝土的用水量增加五分之一，泌水量可增加兩倍或一倍半。粉煤灰、磨細(xì)礦渣、硅灰及其他火山灰材料的摻入都會(huì)減小泌水，這不僅是膠凝材料含量的增加，而且也是由于這些礦物摻合料的微細(xì)集料作用明顯，而且比表面積大，具有較好的保水性有關(guān)。</p&

37、gt;<p>　　1.3.2 泌水對(duì)混凝土性能的影響</p><p>　　在新拌混凝土表面產(chǎn)生有少量的泌水是正?，F(xiàn)象，這對(duì)于新拌混凝土的質(zhì)量也沒有什么不利得影響，如缺少適當(dāng)?shù)拿谒炷帘砻鎰t會(huì)產(chǎn)生塑性收縮開裂，或過干的表面也不易于抹面作業(yè)。但是過度的泌水則會(huì)導(dǎo)致混凝土性能的下降。</p><p>　　1）泌水將導(dǎo)致漿體與集料以及與鋼筋材料黏結(jié)的下降</p>&

38、lt;p>　　混凝土的泌水是由下而上的運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程，如遇到集料的話，這些水將受阻并在集料下富集起來，形成較大的宏觀缺陷。這些缺陷將成為裂紋形成的源泉和裂紋擴(kuò)展的最短途徑，將成為水及有害雜質(zhì)進(jìn)入的通道，也將成為冰凍的場(chǎng)所。因此，會(huì)導(dǎo)致混凝土的一系列性能的降低。</p><p>　　在鋼筋混凝土中，泌水還易于積聚在鋼筋增強(qiáng)材料及其它預(yù)埋構(gòu)件下面，過多的但過多的積水和孔隙的產(chǎn)生，則會(huì)減小鋼筋的埋設(shè)強(qiáng)度、漿體與

39、鋼筋的黏結(jié)力，并且可能會(huì)導(dǎo)致銹蝕作用的增加。這是因?yàn)殇摻钗传@得漿體的直接保護(hù)。孔隙內(nèi)的水分與碳化作用也會(huì)增大鋼筋受銹蝕作用的危險(xiǎn)[9]。</p><p>　　2）泌水將引起混凝土體積的變化及導(dǎo)致變形的不一致性</p><p>　　混凝土的離析泌水導(dǎo)致在混凝土底部或某些其他部位富集較多的集料，而表面富集將多的砂漿或水泥漿。由于表面固體顆粒的位置被水所代替，固體物質(zhì)的體積會(huì)相對(duì)減小。即使在表面

40、未觀察到泌水的情況下，也會(huì)產(chǎn)生沉降。另外，隨著水泥的水化進(jìn)行，富集較多集料的部位將產(chǎn)生較少的變形，而富集較多水泥漿或砂漿的部位將產(chǎn)生較大的變形。這種變形的不一致性叫導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致混凝土開裂。</p><p>　　1.3.3 鐵尾礦砂泌水特性研究</p><p>　　鐵尾礦砂作為細(xì)集料，表面粗糙，棱角尖銳，比表面積大，彼此的嚙合程度高，用它配制的混凝土的砂率比天然砂

41、混凝土的砂率大，坍落度減小，粘聚性不如天然砂混凝土，保水性較天然砂混凝土差，易產(chǎn)生離析和泌水，泌水率明顯的比天然砂混凝土大。而且用鐵尾礦砂配制的混凝土對(duì)外加劑的敏感程度比天然砂的要大[10]。</p><p>　　通過摻加合適的礦物摻合料和一定量的石粉可以有效改善鐵尾礦砂混凝土的泌水情況，盡量消除泌水對(duì)于混凝土的不良影響，實(shí)現(xiàn)最合理利用。</p><p>　　1.4 存在的問題 </

42、p><p>　　1)利用鐵尾礦代替天然砂作集料配制混凝土，還缺乏系統(tǒng)的理論研究以及工程應(yīng)用實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的積累。鐵尾礦砂是一種副產(chǎn)人工砂，與天然砂有很大差別，若直接按普通建筑混凝土配合比設(shè)計(jì)方法配制尾礦砂混凝土，可能會(huì)存在下列問題：鐵尾礦砂顆粒多棱角、表面較粗糙、級(jí)配不良等，會(huì)影響混凝土的工作性、強(qiáng)度及其它性能。</p><p>　　2）國(guó)內(nèi)外對(duì)泌水的研究尚且不足，只進(jìn)行定性分析而沒有定量的研究泌水

43、量及程度對(duì)混凝土性能的影響。鐵尾礦砂代替人工天然砂，由于級(jí)配不良，離析泌水嚴(yán)重，會(huì)對(duì)混凝土性能產(chǎn)生不良影響。</p><p>　　因此，本文擬在研究鐵尾礦砂泌水特性及對(duì)混凝土性能影響方面，分析早快型、早慢型、晚快型、晚慢型四種泌水類型產(chǎn)生原因，提出最佳配比，優(yōu)化混凝土性能。</p><p>　　第二章 試驗(yàn)研究方案</p><p><b>　　2.1 研

44、究思路</b></p><p>　　2.1.1 研究鐵尾礦砂的基本性質(zhì)的研究</p><p>　　測(cè)定鐵尾礦砂的化學(xué)成分、主要礦物組成、表觀密度、堆積密度等，研究鐵尾礦砂的級(jí)配分布特點(diǎn)及細(xì)度模數(shù)。</p><p>　　2.1.2 研究鐵尾礦粉及高爐礦渣、粉煤灰的基本性質(zhì)</p><p>　　測(cè)定其密度，比表面積，并研究其各自不同摻

45、量對(duì)混凝土泌水特性的影響以及對(duì)強(qiáng)度的影響。</p><p>　　2.2.3 研究不同配比鐵尾礦混凝土的坍落度大小</p><p>　　測(cè)定各組混凝土的坍落度大小，必要時(shí)進(jìn)行坍?dāng)U度測(cè)量，來檢驗(yàn)所配混凝土的工作性好壞。</p><p>　　2.1.4 研究鐵尾礦砂混凝土的泌水特性及類型</p><p>　　測(cè)定各組混凝土的普通泌水情況及個(gè)別組壓力

46、泌水情況，根據(jù)回歸公式作圖分析得出四種泌水類型：早快型、早慢型、晚快型、晚慢型。</p><p>　　2.1.5 研究不同類型泌水對(duì)混凝土性能的影響</p><p>　　測(cè)定每組混凝土的3天、7天、28天強(qiáng)度，并分析這四種泌水類型與強(qiáng)度的關(guān)系。</p><p>　　2.1.6 研究不同類型泌水影響強(qiáng)度的原及如何改善的方法</p><p>　　

47、分析不同泌水類型的成因，及對(duì)強(qiáng)度造成不同影響的原因。找出最佳泌水類型，使鐵衛(wèi)礦砂的各項(xiàng)性能達(dá)到最佳。</p><p><b>　　2.2 技術(shù)路線</b></p><p>　　2.3 試驗(yàn)原材料及儀器設(shè)備</p><p><b>　　2.3.1 水泥</b></p><p>　　試驗(yàn)用水泥為唐山冀東

48、水泥廠生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥（PO42.5）。其化學(xué)組成見表2-1，物理性能見表2-2。</p><p>　　表2-1 水泥的化學(xué)組成 /%</p><p>　　表2-2 水泥的物理性能</p><p>　　2.3.2 礦物摻合料</p><p>　　粉煤灰(FA)：屬于Ⅱ級(jí)粉煤灰，產(chǎn)自唐山電廠，密度為2.24g/m3 比表面積為414m2/

49、kg；</p><p>　　高爐礦渣(GBFS)：產(chǎn)自鑫泉礦粉廠，比表面積411m2/kg； </p><p>　　尾礦粉：用遷安尾礦砂粉磨30min，比表面積為444 m2/kg。</p><p><b>　　2.3.3 集料</b></p><p>　　試驗(yàn)用細(xì)集料主要為遷安尾礦砂，試驗(yàn)用粗集料主要為遷安碎石。<

50、;/p><p>　　2.3.4 水和外加劑</p><p>　　拌和用水為市供自來水。</p><p>　　外加劑為JF-9泵送劑。</p><p>　　2.3.5 試驗(yàn)儀器設(shè)備</p><p>　　試驗(yàn)用一起設(shè)備見表2-3</p><p>　　表2-3 主要儀器設(shè)備</p><

51、p><b>　　2.4 試驗(yàn)方法</b></p><p>　　2.4.1 鐵尾礦砂基本性質(zhì)的測(cè)定</p><p>　　1)鐵尾礦砂的篩分析試驗(yàn)</p><p>　　按照中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ52-2006)第6.1節(jié)砂的篩分析試驗(yàn)規(guī)定的方法測(cè)定[12]。</p><p&g

52、t;　　2)鐵尾礦砂的表觀密度試驗(yàn)</p><p>　　按照中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ52-2006)第6.2節(jié)砂的表觀密度試驗(yàn)(標(biāo)準(zhǔn)法)規(guī)定的方法測(cè)定。</p><p>　　3)鐵尾礦砂的堆積密度試驗(yàn)</p><p>　　按照中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ52-2006)第6.5節(jié)

53、砂的堆積密度和緊密密度試驗(yàn)規(guī)定的方法測(cè)定。</p><p>　　4)鐵尾礦砂的石粉含量試驗(yàn)</p><p>　　按照中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ52-2006)第6.11節(jié)人工砂及混合砂中石粉含量試驗(yàn)(亞甲藍(lán)法)和第6.8節(jié)砂中含泥量試驗(yàn)(標(biāo)準(zhǔn)法)規(guī)定的方法測(cè)定。</p><p>　　2.4.2 碎石基本性質(zhì)的測(cè)定</

54、p><p>　　按照中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ52-2006)第7.1節(jié)碎石的篩分析試驗(yàn)規(guī)定的方法測(cè)定，并繪制相應(yīng)曲線。</p><p>　　2.4.3 水泥基本性質(zhì)的測(cè)定</p><p>　　1)水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)</p><p>　　按照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法(ISO法)》(GB

55、/T17671-1999)規(guī)定的方法測(cè)定[13]。</p><p><b>　　2)水泥密度</b></p><p>　　按照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水泥密度測(cè)定方法》(GB/T208-94)規(guī)定的方法測(cè)定。</p><p><b>　　3)水泥比表面積</b></p><p>　　按照中華人民共和

56、國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水泥比表面積測(cè)定方法(勃氏法)》(GB8074-87) 規(guī)定的方法測(cè)定。</p><p>　　4)水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量和凝結(jié)時(shí)間</p><p>　　按照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法》(GB/T1346－2001)規(guī)定的方法測(cè)定。</p><p>　　2.4.4 鐵尾礦粉基本性質(zhì)的測(cè)定</p><

57、p><b>　　1)鐵尾礦粉密度</b></p><p>　　參照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水泥密度測(cè)定方法》(GB/T208-94)規(guī)定的方法測(cè)定。</p><p>　　2)鐵尾礦粉比表面積</p><p>　　參照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水泥比表面積測(cè)定方法(勃氏法)》(GB8074-87)規(guī)定的方法測(cè)定。</p><

58、;p>　　2.4.5 礦渣、粉煤灰基本性能測(cè)定</p><p>　　1)礦渣、粉煤灰密度</p><p>　　參照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水泥密度測(cè)定方法》(GB/T208-94)規(guī)定的方法測(cè)定礦渣、粉煤灰的表觀密度。</p><p>　　2) 礦渣、粉煤灰比表面積</p><p>　　參照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水泥比表面積測(cè)定方法（

59、勃氏法）》(GB/T208-94)規(guī)定的方法測(cè)定礦渣、粉煤灰的比表面積。</p><p>　　2.4.6 不同配比混凝土的試驗(yàn)測(cè)定</p><p><b>　　1）坍落度的測(cè)定</b></p><p>　　按中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土和拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50080-2002）進(jìn)行測(cè)試[11]?；炷恋奶涠仍囼?yàn)采用JG3

60、021-94規(guī)定的混凝土坍落度儀。</p><p><b>　　2）混凝土泌水試驗(yàn)</b></p><p><b>　　普通泌水試驗(yàn)</b></p><p>　　根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50080-2002）規(guī)定泌水試驗(yàn)方法：采用內(nèi)徑與高均為186mm，容積為5L的配有蓋子的金屬容量筒盛拌

61、合物，采用人工搗棒搗實(shí)的方法，使混凝土拌合物表面低于試樣筒筒口30mm左右，用抹刀抹平后立即計(jì)時(shí)稱量，記錄試樣筒與試樣的總質(zhì)量。</p><p>　　從計(jì)時(shí)開始后60min內(nèi)，每隔10min吸取1次試樣表面滲出的水。60min后，每隔30min吸取1次直至認(rèn)為不再泌水為止。每次吸水前2min，將一片35mm厚的墊塊墊入筒底一側(cè)使其傾斜，吸水后恢復(fù)平穩(wěn)。吸出的水放入量筒中，記錄每次吸水的水量并計(jì)算累計(jì)水量，精確至1

62、mL。</p><p><b>　　泌水量按下式計(jì)算：</b></p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中 Ba——泌水量（mL/mm2）；</p><p>　　V——最后一次吸水后累計(jì)的泌水量（mL）；</p><p>　　A——試樣外露的

63、表面面積（mm2）。</p><p>　　泌水率按下式計(jì)算： （2-2）</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中 B——泌水率（%）；</p><p>　　Vw——泌水總量（mL）；</p><p>　　G

64、w——試樣質(zhì)量（g）；</p><p>　　W——混凝土拌和物總用水量（mL）；;</p><p>　　G——混凝土拌和物總質(zhì)量（g）；</p><p>　　G1——試樣筒及試樣總質(zhì)量（g）；</p><p>　　G0——試樣筒質(zhì)量（g）。</p><p><b>　　壓力泌水試驗(yàn)</b><

65、/p><p>　　根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50080-2002）規(guī)定泌水試驗(yàn)方法：采用的壓力泌水儀包括壓力表、缸體、工作活塞、篩網(wǎng)等?；炷练謨蓪友b入壓力泌水儀的缸體容器內(nèi)，使拌和物表面低于容器口約30mm，用抹刀磨平，安裝完畢后加壓至3.2MPa，加壓至10s時(shí)讀取泌水量V10，加壓至140s時(shí)讀取泌水量V140。</p><p>　　壓力泌水計(jì)算： 

66、15;100 （2-4）</p><p>　　式中， Bv---------壓力泌水率（%，精確至%）；</p><p>　　V10-------加壓至10s時(shí)的泌水量；</p><p>　　V140------加壓至140s的泌水量（ml）。</p><p>　　3）混

67、凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)</p><p>　　采用尺寸為100mm×100mm×100mm的立方體試件，按照《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50081-2002）第6節(jié)規(guī)定的方法測(cè)定。</p><p>　　第三章 試驗(yàn)結(jié)果與分析討論</p><p>　　3.1 鐵尾礦砂、碎石基本性質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果與分析</p><p>　　

68、3.1.1 鐵尾礦砂的化學(xué)成分與主要礦物組成</p><p>　　所用的遷安鐵尾礦砂的化學(xué)成分測(cè)定結(jié)果見表3-1。</p><p>　　表3-1鐵尾礦砂的化學(xué)成分</p><p>　　從化學(xué)成分上看，遷安鐵尾礦砂的主要化學(xué)成分是SiO2，其次是Fe2O3和Al2O3。</p><p>　　遷安鐵尾礦砂和遵化天然砂的X射線衍射圖見圖3-1。從X

69、-Ray衍射(XRD)分析可見，遷安鐵尾礦砂的主要礦物是石英巖或花崗巖類礦物，多為α-石英(SiO2)，其次為長(zhǎng)石類礦物，基本與天然砂礦物成分相似，但是從鉀長(zhǎng)石(KAlSi3O8)、鈉長(zhǎng)石(NaAlSi3O8)相對(duì)石英的比例來看，遷安鐵尾礦砂中相對(duì)比例較高一些。詳見表3-2。</p><p>　　(a)遷安鐵尾礦砂(b)遵化天然砂</p><p>　　圖3-1砂的XRD圖譜

70、</p><p>　　表3-2鐵尾礦砂和天然砂的礦物組成(以衍射峰高低為序)</p><p>　　3.1.2 鐵尾礦砂的顆粒形貌</p><p>　　鐵尾礦砂和天然砂的外觀如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2鐵尾礦砂與天然砂的顆粒外觀</p><p>　　從圖3-2可以看出，天然砂較渾圓，而鐵尾礦砂則多棱角，

71、形狀不規(guī)則，表面粗糙。</p><p>　　表3-3集料的物理特性</p><p>　　3.1.3 鐵尾礦砂的級(jí)配</p><p>　　按照中華人民共和國(guó)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ52-2006)第6.1節(jié)砂的篩分析試驗(yàn)規(guī)定的方法分別對(duì)遷安鐵尾礦砂1和遷安鐵尾礦砂2做篩分試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3-3，砂的級(jí)配曲線見圖3-3。</p>

72、;<p>　　遷安鐵尾礦砂1各粒徑的累計(jì)篩余均在Ⅲ區(qū)標(biāo)準(zhǔn)上下限(圖中虛線)范圍內(nèi)，符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ52-2006)中的規(guī)定，屬于細(xì)砂，級(jí)配較好。遷安鐵尾礦砂2各粒徑的累計(jì)篩余均在Ⅱ區(qū)標(biāo)準(zhǔn)上下限(圖中虛線)范圍內(nèi)，也符合規(guī)定，屬于中砂，級(jí)配較好。</p><p>　　表3-4的累計(jì)篩余百分率及細(xì)度模數(shù)</p><p>　　圖3-3 鐵

73、尾礦砂的級(jí)配曲線</p><p>　　3.1.4 石的級(jí)配</p><p>　　碎石為遷安碎石，其篩分試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3-5級(jí)配曲線見圖3-4。</p><p>　　表3-5石的累計(jì)篩余百分率 /%</p><p>　　圖3-4 遷安碎石的級(jí)配曲線</p><p>　　3.2 水泥的物理性質(zhì)</p><

74、p>　　表3-6水泥的物理性質(zhì)</p><p>　　3.3 鐵尾礦粉的性質(zhì)</p><p>　　在鐵尾礦砂的選別工藝中，往往通過滾筒篩(有的篩孔甚至達(dá)1mm)或旋流筒把較細(xì)的顆?！F尾礦粉又排回到尾礦庫(kù)中。為將鐵尾礦充分利用，將鐵尾礦粉也加以研究利用，但試驗(yàn)所用的鐵尾礦粉是用鐵尾礦砂經(jīng)水泥試驗(yàn)?zāi)C(jī)粉磨30分鐘得到的，鐵尾礦粉的物理性質(zhì)見表3-7。</p><p&g

75、t;　　表3-7鐵尾礦粉的物理性質(zhì)</p><p>　　3.4 鐵尾礦砂混凝土的泌水特性</p><p>　　在確定最佳砂率42%的條件下，分別用粉煤灰(FA)15%、粒化高爐礦渣(GBFS)15%等量取代水泥(冀東P·O42.5水泥)；分別用5%、10%、15%鐵尾礦粉（P）外摻取代等量的尾礦砂(遷安尾礦砂含石粉3.3%)，外加劑如2.3.4所述。各試樣在不同時(shí)刻的泌水率見表3

76、-8。</p><p>　　表3-8鐵尾礦砂混凝土配合比</p><p>　　表3-9試樣在不同時(shí)刻的泌水率/%</p><p>　　根據(jù)表3-9繪制各試樣泌水率與靜置時(shí)間的關(guān)系，見圖3-5。</p><p>　　圖3-5 泌水率與靜置時(shí)間關(guān)系</p><p>　　3.4.1 泌水時(shí)間的探究</p>&

77、lt;p>　　根據(jù)蔡基偉老師的研究，對(duì)圖3-5各條曲線進(jìn)行回歸分析，根據(jù)以下公式</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中：B——混凝土拌和物各時(shí)刻的泌水率；</p><p>　　Blmt——拌和物試樣泌水的極限值

78、（%），與游離水量正相關(guān)；</p><p>　　e——?dú)W拉常數(shù)，2.7183；</p><p>　　t——混凝土靜置時(shí)間（min）；</p><p>　　to——泌水潛伏時(shí)間，即出現(xiàn)泌水之前的時(shí)間，t>to時(shí)開始泌水，與粘聚性或離析程度有關(guān)；</p><p>　　k——與泌水速率相關(guān)的系數(shù)，取決于保水性，保水性越好，k越大；</p

79、><p>　　s——當(dāng)t=to是的曲線斜率，表示泌水初始速率。</p><p>　　對(duì)于以上兩個(gè)公式，各參數(shù)見下表3-10。</p><p>　　表3-10 泌水公式中的參數(shù)</p><p>　　由此可以看出：3#和1#由于t0小(<5min)，s值大(>0.08)，屬于早快型泌水，主要是由于粘聚性差，保水性差,且游離水量大共同造成,

80、與離析同時(shí)發(fā)生；2#、7#和4#的t0值偏小(5min<t0<15min)，s值稍大(0.05<s<0.08)，屬于早慢性泌水，主要由于粘聚性差，保水性差，但泌水量不太多所致； 9# t0很大(t0>25min)，s值相對(duì)適中(0.05<s<0.08)，屬于晚快型泌水，主要是混凝土粘聚性好，保水性好，但游離水量大，在泌水潛伏期內(nèi)很難泌出，一旦形成泌水通道，泌水速率很快。；8#混凝土t0值大(t0

81、>25min)，而且s值小(s<0.05)，屬于典型的晚慢型泌水，主要是粘聚性好，保水性好，游離水量少，無太多的水泌出。</p><p>　　3.4.2 泌水類型與強(qiáng)度的關(guān)系</p><p>　　根據(jù)表3-8中數(shù)據(jù)及以上分析，分析泌水類型與混凝土試塊強(qiáng)度的關(guān)系。見表3-11。</p><p>　　表3-11 泌水類型與混凝土試塊強(qiáng)度的關(guān)系</p&g

82、t;<p>　　圖3-6 泌水率與靜置時(shí)間的關(guān)系</p><p>　　煤灰和礦渣對(duì)泌水的影響 </p><p>　　如上表所示，2#混凝土不含礦物摻和料，而3#混凝土用15%的粉煤灰和15%的礦渣取代水泥，得泌水率與時(shí)間的關(guān)系如右圖所示。從圖中可以看出，摻入部分粉煤灰和礦渣可以增加泌水率。主要原

83、因是：粉煤灰具有玻璃微珠的顆粒特征，可以減少新拌混凝土的用水量，起到減水的作用,從而增加混凝土的游離水量，造成泌水量增加。 </p><p>　　圖3-7 混凝土強(qiáng)度隨時(shí)間的關(guān)系</p><p>　　2）粉煤灰和礦渣對(duì)強(qiáng)度的影響</p><p>　　從圖3-7可以看出，加入粉煤灰和礦渣后，混凝土的早期強(qiáng)度和28天強(qiáng)度都有增加，即摻入一定量的礦物摻和料有助于強(qiáng)度的

84、提升。主要是因?yàn)榉勖夯液偷V渣因?yàn)轭w粒細(xì)小，起到微細(xì)集料的填充作用，對(duì)強(qiáng)度的 </p><p>　　提高有貢獻(xiàn)，同時(shí)粉煤灰和礦渣都具有化學(xué)活性，在常溫常壓下，可與水泥水化生成的</p><p>　　Ca(OH)2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成 C-S-H 凝膠，減少界面缺陷，提高混凝土強(qiáng)度。</p><p>　　圖3-8

85、 泌水率與靜置時(shí)間的關(guān)系</p><p><b>　　石粉含量對(duì)泌水</b></p><p>　　圖3-9 混凝土強(qiáng)度隨時(shí)間的關(guān)系</p><p>　　從表3-8中可以看到，7#混凝土和8#混凝土在石粉含量有區(qū)別，分別是3.3%和8.3%。圖3-8為兩組混凝土泌水率與靜置時(shí)間的關(guān)系，從圖中可以看出，石粉含量的增加會(huì)明顯降低混凝土的泌水量?？赡苁?/p>

86、由于石粉顆粒細(xì)小，比表面積效應(yīng)明顯，導(dǎo)致混凝土保水性增強(qiáng)，泌水率減小。 </p><p>　　4）石粉含量對(duì)強(qiáng)度的影響</p><p>　　從圖3-9所示，石粉含量的增加，在一定范圍內(nèi)會(huì)提高混凝土的強(qiáng)度。主要是因?yàn)槭鄣奈⒓?xì)集料效應(yīng)明顯，可以填充到水泥顆粒填充不到的孔隙中，提高密實(shí)度，從而提高混凝土的強(qiáng)度。 </p>&l

87、t;p>　　5)泌水率和坍落度的關(guān)系</p><p>　　圖3-10 泌水率與靜置時(shí)間的關(guān)系</p><p>　　分析表3-8可知，8#混凝土和9#混凝土的其他配比相同，只有減水劑的摻量不同。造成兩者的泌水率的不同，如圖3-10所示。 </p><p>　　已

88、知8#混凝土的坍落度為50mm,9#混凝土的坍落度為200mm,從兩組混凝土的坍落度和泌水率的情況可知坍落度與泌水率成正相關(guān)。游離水量增大，使泌水率增加，混凝土的流動(dòng)度增大，致使坍落度增大。</p><p>　　總體來看，早慢型泌水早期強(qiáng)度和28天強(qiáng)度都低，早快型泌水早期和28天強(qiáng)度都相對(duì)要高，晚快型泌水早期強(qiáng)度很高，后期與早快型相當(dāng)，晚慢性泌水早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度在四中類型中最高。</p><

89、p>　　3.4.3 泌水類型影響強(qiáng)度的原因</p><p>　　由于前邊十一組試驗(yàn)涉及到不同的水灰比，礦渣粉煤灰的摻入等多因素的影響，對(duì)泌水類型和混凝土試塊的強(qiáng)度產(chǎn)生不同干擾，固再補(bǔ)充四組試驗(yàn)，用固定的水灰比，不摻入礦物摻合料，調(diào)配混凝土試樣，如表3-12。</p><p>　　表3-12 鐵尾礦砂混凝土泌水試驗(yàn)配合比及試驗(yàn)結(jié)果</p><p>　　表3-13

90、各試樣在不同時(shí)刻的泌水率</p><p>　　根據(jù)表3-13繪制各試樣泌水率與靜置時(shí)間的關(guān)系，見圖3-11。</p><p>　　圖3-11 泌水率與靜置時(shí)間的關(guān)系</p><p>　　根據(jù)圖3-11得3-1和3-2公式的各參數(shù)如表3-14。</p><p>　　表3-14 各試樣在泌水公式中的參數(shù)</p><p>　

91、　由表3-11可知，A、B、C、D四個(gè)混凝土樣品泌水類型分別是早快型、早慢型、晚快型、晚慢型。</p><p>　　表3-15 各試樣泌水類型與強(qiáng)度的關(guān)系</p><p>　　各種泌水類型與強(qiáng)度的關(guān)系分析：</p><p>　　早快型泌水：從以上幾組試驗(yàn)驗(yàn)證，早快型泌水混凝土早期強(qiáng)度和28天強(qiáng)度都很高。這可能是由于早快型泌水混凝土泌水量大，在早期目測(cè)泌水嚴(yán)重，造成實(shí)

92、際水灰比降低,強(qiáng)度大幅度上升，在抵消了混凝土泌水嚴(yán)重水泥漿上浮，集料下沉造成的體積變化等引起的強(qiáng)度降低同時(shí)，使總強(qiáng)度仍有很大的增加。</p><p>　　早慢型泌水：從表3-8和3-15可以看出，早慢型泌水混凝土強(qiáng)度在四個(gè)類型中最低，分析其原因，可能是泌水量不大，水灰比基本沒有多大變化，但由于早期泌水，混凝土未凝結(jié)，造成水泥漿上浮，使表層強(qiáng)度下降，造成整體強(qiáng)度不高。</p><p>　　晚

93、快型泌水：晚快型泌水混凝土目測(cè)不到泌水現(xiàn)象，保水性和粘聚性都很好，只是在晚期有大量自由水泌出，在此時(shí)混凝土基本上達(dá)到初步凝結(jié)，水泥漿和集料分布均勻。從上述試驗(yàn)可知，晚快型泌水強(qiáng)度大的原因有兩方面：1）由于晚期泌水造成的水灰比降低；2）由于摻入的鐵尾礦粉起到微細(xì)集料填充作用。但是由于自由水泌出時(shí)形成泌水通道，且基本都屬于開放型氣孔，所以會(huì)造成混凝土試塊抗?jié)B透性降低。</p><p>　　晚慢型泌水：晚慢型泌水混凝土

94、粘聚性好，保水性好，自由水量低，整個(gè)過程中泌水量很少。強(qiáng)度最高。在這四種類型中，晚慢型混凝土是最理想的混凝土拌合狀態(tài)，不僅強(qiáng)度高，而且抗?jié)B透性等各種性能優(yōu)良，而且不易變形開裂。</p><p>　　3.4.4 不同泌水類型混凝土的孔結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　孔結(jié)構(gòu)包括總孔隙率、孔徑大小的分布及孔的形態(tài)等，對(duì)混凝土的力學(xué)性能有很大影響。孔的分類方法很多，有人將其分為大孔、毛細(xì)孔和凝膠孔。

95、表3-16為吳中偉院士對(duì)孔的分類。</p><p>　　表3-16 孔的結(jié)構(gòu)</p><p>　　本試驗(yàn)對(duì)編號(hào)為早快型泌水混凝土A、早慢型泌水混凝土B、晚慢型泌水混凝土D做壓汞試驗(yàn)測(cè)試，測(cè)定混凝土孔結(jié)構(gòu)如圖3-12所示。</p><p>　　圖3-12 用壓汞法測(cè)試混凝土試樣孔結(jié)構(gòu)圖示</p><p>　　根據(jù)上圖分析不同泌水類型混凝土的孔的

96、分布，及所占百分比，如表3-17所示。</p><p>　　表3-17 不同類型混凝土孔直徑分布百分比</p><p>　　分析上圖及上表，可知，對(duì)于無害孔和少害孔，所占比例最大的是晚慢型混凝土D，其次就是早快型泌水混凝土A，而對(duì)于早慢型泌水混凝土B，所占比例最少，而且多害孔的比例最大，為27.03%，正是因?yàn)榛炷罛多害孔多，造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)不致密，所以影響其強(qiáng)度，致使強(qiáng)度相對(duì)最低。<

97、/p><p>　　混凝土A泌水量大，但是由于游離水很快被排除，經(jīng)過塑性收縮，孔徑變小，所以多害孔的比例減少。</p><p>　　表3-18 各類型混凝土孔結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)</p><p>　　從表3-18可以驗(yàn)證，混凝土B的孔徑中值和平均孔徑都很大，及有害孔含量多。但從孔隙率來看，混凝土A的孔隙率最大，即由于泌水量大，造成泌水通道多，孔數(shù)量大?；炷罛其次，孔數(shù)量最少的為混凝

98、土D，可以推知，A混凝土的抗?jié)B性最差，其次是B混凝土，抗?jié)B性最好的是混凝土D。</p><p>　　由于時(shí)間關(guān)系，沒有對(duì)混凝土的抗?jié)B性結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，但是從以上可以明顯看出，晚慢型泌水混凝土無論在強(qiáng)度方面或工作性及耐久性上性能都是最優(yōu)良的。所以用貼尾礦砂配置的晚慢型混凝土是最佳配比。</p><p>　　3.4.5 壓力泌水分析</p><p>　　混凝土的可泵性是混

99、凝土泵送施工的一項(xiàng)特殊要求，代表混凝土拌和物在壓力作用下，在管道流動(dòng)能力的一項(xiàng)重要指標(biāo)?？杀眯杂上鄬?duì)壓力泌水率和坍落度兩個(gè)指標(biāo)來控制?；炷撂涠劝幢盟透叨?0m以上100m以下分別給出數(shù)值在100-200mm，而且要求10s時(shí)相對(duì)壓力泌水率不宜超過40%。</p><p>　　表3-19 反映了坍落度/壓力泌水總量與可泵性的關(guān)系</p><p>　　在做普通泌水試驗(yàn)的同時(shí)，對(duì)2#、3#和

100、4#做壓力泌水試驗(yàn)，得數(shù)據(jù)如3-20表。 </p><p>　　表3-20 混凝土坍落度、泌水與強(qiáng)度的關(guān)系</p><p>　　根據(jù)上表分析，壓力泌水率與普通泌水率有關(guān)，即普通泌水量越大，壓力泌水量越大。而且根據(jù)3-20表中的數(shù)據(jù)，這三組混凝土的泵送效果都比較好，尤其

101、是2#混凝土，壓力泌水率低于40%，而且流動(dòng)性好，很適合泵送。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　通過以上試驗(yàn)研究，得出下列結(jié)論：</p><p>　　唐山遷安地區(qū)的鐵尾礦砂1和2的細(xì)度模數(shù)分別是2.1和2.7，分別屬于細(xì)砂和中砂，級(jí)配較好。</p><p>　　在水膠比不變的條件下，以15%

102、粉煤灰(II級(jí))和15%礦渣等量取代水泥，可以增加混凝土的泌水量，改善混凝土的性能，提高混凝土的強(qiáng)度。</p><p>　　鐵尾礦粉的加入能明顯降低混凝土的泌水率，并且鐵尾礦粉的微細(xì)集料效應(yīng)明顯，能在一定范圍內(nèi)起到提高混凝土強(qiáng)度的作用。</p><p>　　泌水率與坍落度存在一致性，即在配合比基本相同條件下，坍落度大時(shí)，泌水率也大反之亦然。</p><p>　　不同

103、泌水類型對(duì)混凝土強(qiáng)度有不同影響，早快型泌水由于泌水過早，是水灰比降低明顯，最終強(qiáng)度偏高；早慢性則由于泌水對(duì)混凝土的影響，強(qiáng)度偏低；晚快型泌水由于早期粘聚性和保水性好，強(qiáng)度也很高；晚慢型則由于各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果均較好，強(qiáng)度最高。</p><p>　　通過壓汞試驗(yàn)分析，早快型泌水混凝土孔隙率大，抗?jié)B性可能降低。但是無害孔與少害孔比例多，所以強(qiáng)度高；早慢型混凝土孔隙率低于早快型混凝土，但是多害孔的比例多，對(duì)強(qiáng)度的發(fā)展有不良影

104、響；晚慢型泌水混凝土孔隙率最小，而且多為無害孔和少害孔，是最理想的配合比類型。</p><p>　　普通泌水與壓力泌水存在正比關(guān)系，即普通泌水率越高，壓力泌水率越高。</p><p>　　鐵尾礦砂配置的混凝土泵送性較好，適合泵送。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 余斌，徐慧.礦山

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110、2. 普通混凝土和拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[12] 建設(shè)部JGJ52－2006普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006</p><p>　　[13] 國(guó)家質(zhì)監(jiān)總局.GB/T 17671－1999.水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999</p><p

111、><b>　　致 謝</b></p><p>　　本論文是在蔡基偉導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下完成的。從選題、工作安排到試驗(yàn)進(jìn)程及論文完成，導(dǎo)師都一一把關(guān)，并及時(shí)提出指導(dǎo)意見；在做試驗(yàn)過程中，對(duì)每一個(gè)遇到的問題都給予細(xì)心的指導(dǎo)，在論文完稿階段，進(jìn)行了嚴(yán)格的審閱工作。試驗(yàn)期間，承蒙恩師在學(xué)術(shù)上的諄諄教誨，我學(xué)會(huì)了專業(yè)試驗(yàn)的方法、步驟及相關(guān)規(guī)程規(guī)范，掌握了對(duì)試驗(yàn)結(jié)果分析的基本方法和技術(shù)，了解了科學(xué)研

112、究的過程和發(fā)現(xiàn)問題—分析問題—解決問題的方法，充分培養(yǎng)了開展科研工作的能力和創(chuàng)新的精神，這使我終身受益。在論文完成之際，謹(jǐn)向?qū)煴硎局孕牡母兄x！</p><p>　　試驗(yàn)室魏慶敏老師，幫助我克服了許多試驗(yàn)中遇到的實(shí)際問題，提出了有益的建議。在此向老師表示真誠(chéng)的謝意!試驗(yàn)室姚少衛(wèi)老師在我最后所做的壓汞試驗(yàn)中給予細(xì)心的指導(dǎo)，并耐心幫我完成此試驗(yàn)，在此像姚老師表示感謝！</p><p>　　吳計(jì)

113、旭師兄在課題的研究方面給予了極大的支持，提出了諸多寶貴的建議，在做試驗(yàn)過程中提供了極大的幫助，對(duì)此向師兄表示深深的感謝！</p><p>　　本組試驗(yàn)同學(xué)唐紅肖、呂正航、王少軍等及其他組同學(xué)鄭木鵬等在我做試驗(yàn)期間提供了很多幫助，對(duì)此，向我的同學(xué)們表示感謝！</p><p>　　四年大學(xué)學(xué)習(xí)，讓我擁有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，掌握了良好的學(xué)習(xí)方法和很多專業(yè)知識(shí)，這和老師的教導(dǎo)是分不開的。在此，我由衷的