首钢尾矿人工砂石在混凝土中的应用研究

 陈家珑  宋少民  路宏波

（北京建筑工程学院，北京  100044）

摘要：本文研究了首钢迁安尾矿人工砂石的材性，其尾矿人工砂、石在普通商品混凝土、高密实混凝土及工程中的成功应用情况与良好效果，对解决天然砂资源短缺和尾矿资源的利用有积极的意义。

关键词：  尾矿  尾矿人工砂  人工砂  建筑用砂  商品混凝土

一、前言：

混凝土结构的大量应用，消耗了大量的天然砂石资源。占混凝土体积70%以上的砂石骨料要开山采矿，挖掘河床，全国每年建筑用砂石约需50多亿吨。以北京市为例，每年建设用砂石就要6400万吨，其中，仅用于商品混凝土的中、粗砂2002年需求量即为1400万吨。北京市市政府为了治理大气污染，改善环境，已陆续关停北京市界内的全部天然砂石场。而2003年北京建筑开复工面积高达1亿平方米，寻求替代资源迫在眉睫。

首钢矿业公司座落于河北省迁安县内，因该铁矿品位不高，因而采用以下工艺：采矿→剥岩（废弃岩石）→破碎→磁选（废弃磁滑轮碎石）→磨细→磁选（废弃尾矿砂）→磨细→磁选（废弃尾矿砂）→精矿粉。废弃岩石、废弃磁滑轮碎石占地堆放，目前已堆积10亿吨左右，每年废弃岩石还以5500万吨、废弃磁滑轮碎石以134万吨继续排放。二次磨细的废弃物（尾矿砂）混在一起水送堆坝存放，现已积存2.75亿吨，目前还以每年700万吨的速度继续排放。目前，尾矿已造成大量占地，污染环境。

首钢矿业公司距北京约200公里，该公司有自备铁路线与货场，如利用晋煤东运的空返车皮运砂进京，在京东地区使用，价格上能与优质天然砂竞争，同时使用单位还能享受免税优惠，在经济上是合理的。而在技术上是否可行，我们进行了首钢迁安尾矿在混凝土中的应用研究。

二、研究内容

1、首钢迁安尾矿砂（处理后）做建筑用砂、原状废弃磁滑轮做建筑用石的材性分析研究。

2、首钢迁安尾矿人工砂与天然砂进行商品混凝土同条件对比试验研究。

3、  尾矿砂石高密实混凝土应用技术初步研究。

4、  试点工程应用技术研究。

三、试验结果与分析

1、  首钢迁安尾矿砂的矿物组成和化学成份见表一、表二，处理后的尾矿砂做建筑用砂、原状废弃磁滑轮做建筑用石完全符合GB/T14684—2001《建筑用砂》、GB/T14685—2001《建筑用卵石、碎石》的国家标准规定。详见表三。

2、尾矿人工砂与天然砂进行商品混凝土同条件对比试验研究

（1）试验方法与材料

A 试验方法 

同时间，同成型与标准养护条件，利用相同水泥、粗骨料、外加剂、粉煤灰等材料和相同掺量配比拌制5个不同水灰比的天然砂和人工砂混凝土，对比混凝土拌合物的塌落度等和易性及混凝土3天、7天、28天抗压强度。

B 试验材料

水  泥: P.O32.5 ；28天抗压强度为46.8Mpa 。

石  子：卵碎石  ；公称粒径为5~25mm ，针片状含量：6.0% ；含泥量：0.6% ；泥块含量：0.3% 。

外加剂：泊林达外加剂厂，BLD-3泵送剂 。

粉煤灰：Ⅱ级 。

天然砂：中砂；细度模数：2.6 ； 含泥量：3.0% ；泥块含量：1.0% ；堆积密度：1448kg/m3 。

首钢尾矿人工砂： 细度模数：2.5 ；石粉含量：4.4% ；泥块含量：0.8% ；堆积密度：1488kg/m3。

表一   尾矿砂、石的矿物组成

表三  尾矿砂、石的材性分析