凝土相比较,粗铁卫矿混凝土具有更加优良的性能,具体体现在抗折强度和抗压强度上等。但是,会在一定程度上降低干缩率,对于砌块的生产不会产生影响,可以说会有一定的促进作用。相比较石渣,铁尾矿具有更大的密度,对于混凝土的干表现密度来讲,具有提升作用。结合一些数据资料,可以知道导热系数和干表现密度具有密切关联。因此,增加混凝土导热系数,无法有效实现砌块自重的降低,同时还会对混凝土的隔热保温效果造成一定影响。为进一步提升其综合性能,还需要合理加入一些轻质骨料。
3.4.4聚苯乙烯取代粗铁尾矿对混凝土性能的影响
可以采取等体积的方式,用聚苯乙烯来替换粗铁尾矿。如果取代率在30%-40%范围内,混凝土干表现密度得到有效降低,特别是取代率处于40%左右时,效果更加明显。但此时也会影响到混凝土的抗压强度,影响其实际使用效果。所以,有必要对水泥强度进行增加,从而来对混凝土综合进行进行完善。 3.4.5水泥用量对纯铁尾矿聚苯乙烯混凝土性能的影响
通过逐渐增加水泥用量,可以增加混凝土的抗折强度、抗压强度、以及干表现密度,并且会降低吸水率。折压比28d时随水泥用量增大而增大,90 d时随水泥用量增大而降低。如果站在确保砌块强度等级的方面进行分析,需要确保水泥用量控制在368kg/m3,如果在此情况下,不断增加水泥用量,并不会继续提升混凝土的综合性能,反而会利于经济效益的获取。所以,可以规定水泥用量必须控制在368kg/m3范围内,通过降低聚苯乙烯取代粗铁尾矿体积率,从而满足砌块强度的要求。
4.土木工程中铁尾砂矿的再生利用技术 4.1铁尾砂矿混凝土制备
根据研究材料性能的结果,铁尾矿砂归为特细砂一类,在应用中可以直接用于铁尾矿砂混凝土中;或者可以通过与机制砂的混合后进行级配调整为混合中砂后再用于配置混凝土。这种用特细砂配置的混凝土,简称为特细砂混凝土,在我国已经实际应用了半个世纪之久,尤其在重庆地区,根据研究表明这种混凝土的许多性能都相似与天然砂配置的混凝土,在合理选用材料、合理应用配合比的情况下,在用一般混凝土和钢筋混凝土的的工程上完全可以代替使用。根据学习现存的技术资料得知,通常情况下在现有的混凝土工程应用中选用地低坍落度混凝
土。很少有针对于泵送施工的报道,特细砂混凝土的大坍落度和泵送施工的问题一直是一项技术上的难关。为铁矿混凝土是否真的能够用于工程中,能否满足工程所需性能,还需要实验研究以及实际的工程检验。而在天然混凝土方面,北京已经开展了预拌混凝土搅拌站的应用,逐渐成熟的实验研究和现实的应用技术,经过大量重点工程的的实际检验,已经可以完全保证工程质量,这一点,全国的工程实践也能够证明。而对于铁尾矿砂混凝土在实际工程中是够可以达到使用标准,还需要实验数据结合实际检验来衡量判定。根据现有的特细砂混凝土以及混合砂混凝土的应用经验来开展两种混凝土的课题研究,通过分析对比和试验论证,期望实现通过采取对应合适的技术来解决技术上的难点,将铁尾矿砂混凝土的技术规律以及质量控制的特点总结出来,努力实现将铁矿砂大量应用于混凝土中,将工程应用研究加以进一步开展。制备流程如同图2.而一类材料如同表2所示。
图2 制备流程 颗粒直0.03 径/mm 分布 累积 0.01 0.01 2.77 2.81 6.65 9.48 1.21 16.54 25.01 10.11 0.04 0.06 0.07 0.1 0.15 0.2 11.47 18.11 54.14 63.13 表1
4.1.1铁尾砂矿制备混凝土基础性能简介
同常规混凝土相比较,混凝土拌合物同样具有灰褐色,可以说两者颜色差异较低;混凝土试块硬化之后,可以得到不同的外观颜色,主要是暗灰色和灰白色。导致此种情况主要是因为一些矿物掺和料、或者是水泥自身因素的影响。相比较常规混凝土,可以说铁尾矿砂混凝土颜色比较正常。
不同强度等级的混凝土具有差异性的砂率。在C20~C40范围的混凝土来讲,其砂率最理想的状态是40%左右的含量,混凝土扩展度在450mm以上,沪宁图坍落度在175mm以上。由于强度等级为C50的混凝土,具有较多的胶凝材料,容易导致所配置的铁尾矿砂混凝土粘稠度较高,所以需要对砂率进行适当降低处理。在此次研究过程中,对于不同轻度等级的混凝土砂率进行的对比试验,可以参照表格4.12.可以发现,相比较45%砂率,40%含量的砂率具有更大的强度。对实验进行综合分析,如果铁尾矿砂混凝土砂率较低时,比如说20%或者30%左右的含量,其具有非常少的砂颗粒,从而导致砂浆层也不够理想,致使石子之间存有一些缝隙,影响了混凝土拌合物的和易性能,降低了粘稠度,在离析和振捣之后,存有清水。如果混凝土砂率较大时,比如说大于40%,在混凝土拌合物中,便会增加砂颗粒的含量,使砂浆层具有非常粘稠的效果,可以有效对各种缝隙进行填充,进一步增加了拌合物的粘稠度。由于也增加了需水量,在硬化之后,受到较厚的砂浆层影响,导致石子-砂浆具有较为薄弱的结构,不容易保持完整性,影响到混凝土抗压能力。处于砂率处于最理想的状态下,那么所获取的粘稠度也最为理想,混凝土拌合物也具有更加优异的和易性。在体系中,所有的颗粒均能够合理分布,密实度非常良好,力学性能也符合应用要求。
对于配合比,基于上述实验,重新调整了 C20~C50 配合比,从而获取最佳状态的砂率范围;并且对矿物掺和料比例进行增加,也就是新加入了胶凝材料、增稠剂、引气剂等外加剂,进一步完善了混凝土拌合物的和易性,对离析、沁水等现象进行改善调整。C20~C50范围内的混凝土,可以根据不同的强度等级划分两个类型,一是 现阶段,针对大宗消纳铁尾矿砂的工艺处理,最理想的方式便是将其在预拌混凝土中作为细集料,一方面可以满足北京的环境保护政策,另一方面还可以不造成二次污染。如今时期,在北京市具有非常大的预搅拌混凝土市场,其中单方混凝土消纳细集料,长时间保持在0.9t 左右。将铁尾矿砂作为预拌混凝土的细集料, 必须充分重视铁尾矿的特点,同时确保施工技术科学可行,从而设计出有效的施工计划。通过对相关研究文献、以及实践工作经历进行结合,可以将铁尾矿砂作为混凝土细集料,将其作为一种原料,来配置铁尾矿砂混凝土,或者是机制砂配合,来制取混合砂混凝土。上述两种施工工艺,还需要进一步展开研究,来验证其是否具有可行性。在具体的实验研究过程中,需要对最基本的数据指标进行准确定位,也就是混凝土的力学性能和工作性能。一般情况下,对于预拌混凝土的强度等级,都是采取 C20~C60五个类型。此外,为了能够更加充分的对铁尾矿混凝土性能进行研究,有必要对机制砂和天然细沙搭配的混凝土进行对比,通过对比来了解相互之间的差异性。希望在对比研究天然细砂与机制砂搭配混合砂配制的混合砂混凝土之后,能够对铁尾矿混凝土的应用技术做到深刻了解和掌握,能够有效运用实际生产中。铁尾砂矿混凝土能否在大于C60 的高强度等级混凝土中进行适用,还需要加强研究铁尾矿砂高强度等级混凝土。在此次研究中,对机制砂和铁尾矿砂的比例进行了重新分配, 保证搭配更加合理,采取超细矿物掺合料技术、以及聚羧酸高效减水剂,从而进行C70和C80强度等级混凝土的试验。为明确铁尾矿砂是否可以有效改善混凝土粒径级配,在此次研究过程中,还着重研究了铁尾矿混合砂自密实混凝土,采取C50的配置强度等级。铁尾矿砂配置的混凝土,其是否具有良好的应用价值,有必要进一步研究其耐久性能、力学性能、以及工作性能等等,在相关的实践应用之后,可以对其技术规律进行详细总结和归纳。 4.2铁尾矿砂免烧砖 铁尾矿砂免烧砖主要材料包括天然砂、粉煤灰、尾矿渣、煤渣、化工渣等等,在高温作用下,从而烧制而成的一种墙体材料。可以说,铁尾矿砂免烧砖具有节能环保的优点,满足国家可持续性发展的理念,我国政府也积极开展改革墙体砖的一系列的改革措施。在我国财政部的相关条例中,也对铁尾矿砂免烧砖做出了一些优惠政策,将其归纳到全面增值税的建材制品类别中。由此可知,国家和政府对于铁尾矿砂免烧砖的关注程度,其非常具有发展前景。 4.2.1免烧砖简介 同其他墙体砖相比较,免烧砖更加具有优势,其配方科学可行,主要是对一些化学添加剂和凝固剂进行合理配置,在自动化工艺设备的作用处理下,保证免 烧砖的湿度、粒度和混合程度符合使用要求,处于最为理想的可塑情况下,之后在高压的作用下,提升砖体的硬化程度。可以说随着时间的延伸,免烧砖越具有良好的性能。在使用时不需要浸泡,同时具有整齐的外观效果。由此可知,免烧砖具有外形标准整齐、强度高、性能好等特点,可以在很多施工领域中投入使用。所以,在不久的将来,免烧砖能够在一定程度上取代粘土砖。 4.2.2免烧砖制备方法 免烧砖也就是说不需要进行烧结工序,只需要进行常温蒸养或者是自然保养的方式。通过使用该项设备,所获取的产品满足相关标准需求,并且其不会对环境造成污染,有利于节约土地资源,实现对废渣的有效治理,并且推动了城乡经济发展。免烧砖生产线主要是由免烧砖机组成,也就是所说的制砖机,可以用来进行免烧砖的生产,具体包括全自动液压成型机、转盘机、以及真空挤出机等类型。考虑到全自动液压成型机具有产量高、质量好、较高的自动化,所以在免烧砖生产线上,备受欢迎。此款免烧砖机,对材料不做较多要求,就有良好适用性;并且其操作简单,产量高,具有较强的刚性,经久耐用。一些关键部位比如说回转盘转动、喂料机构变度等等,均采取了较为先进的技术,可以使运转更加平稳,位置更加准确,故障错误率也较低。利用此项免烧砖机,具体来生产各种空心砖、耐火砖、免烧砖等等,使用的材料也多种多样,包括山沙、河沙、矿粉、粉煤灰、炉渣等,此设备满足国家环保要求,可以说其具有非常广阔的使用和发展空间。 关于原料方面,根据国家相关资料表明,固体废弃物的储存量以及年排放量的数值在我国相当巨大,通过自然堆积法将这些废料储存在人工库里,这不仅要占据大片土地面积,对周围的环境造成不可避免的污染,同时,每年需要大笔的废料处理费用,且这项费用是无法收回的,这对于企业来说已经成为企业发展的大包袱。目前在我国,煤炭发电企业和火力发电企业的数量已经达到上千家,包括粉煤炭,矿渣,等的工业废料每年要达到上亿顿,在处理废物上企业要发出价格不菲的代价,才能将废物努力消化掉。因此,将工业废渣变成生产免烧砖的原料,这对于节约用地、用土和环保节能方面都是一项伟大的事业,对子孙后代也是功德无量。 (2)这种以工业废站为原料生产的新型墙体材料的发展与推广,可使耕地资源得到有效的保护,对产品结构调整、产品优化升级等方面也可通过调整墙体材料