余春榮，耿加會，李國宏

（1. 建筑材料工業(yè)技術(shù)情報研究所，北京 100024；2. 舞陽縣惠達公路工程有限公司，河南 舞陽 462400）

鐵尾礦砂在混凝土中的應(yīng)用研究

余春榮1，耿加會2，李國宏2

（1. 建筑材料工業(yè)技術(shù)情報研究所，北京 100024；2. 舞陽縣惠達公路工程有限公司，河南 舞陽 462400）

鐵尾礦砂是選礦過程中留下的一種固體廢棄物，大量的堆放污染環(huán)境。目前，國內(nèi)對鐵尾礦砂的研究和使用取得了突破性的進展，本文在國內(nèi)專家學(xué)者研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)?shù)罔F尾礦砂的特點，通過試驗分析鐵尾礦砂的摻量對混凝土砂率、工作性、混凝土強度、漿體量、外加劑摻量等因素分析，結(jié)合試驗提出自己一些看法，供大家參考。

鐵尾礦砂；細度模數(shù)；砂率；混凝土強度；坍落度；漿體量；外加劑摻量

鐵尾礦砂是鐵礦石精選礦提純、磨細、選鐵礦后產(chǎn)生的一種細度模數(shù)穩(wěn)定，且符合細砂或者特細砂的尾礦廢渣。

鐵尾礦砂含有的細粉大部分為石粉顆粒，屬于堅固成分，有利于混凝土力學(xué)性能和耐久性。同時依照 JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標準》相關(guān)規(guī)定，結(jié)合混凝土和鐵尾礦砂的特點，對鐵尾礦砂用作混凝土細集料的可行性和應(yīng)用范圍進行試驗分析。由于砂石資源匱乏，砂石原材料品質(zhì)波動較大，很難購買到滿足現(xiàn)行規(guī)范要求的天然砂石。主要表現(xiàn)為天然砂中含石率較高（一般在10%～40%），并且含泥量嚴重超出標準。顆粒級配表現(xiàn)為粗顆粒多、細顆粒少、級配十分不合理，給配制中、低強度等級的混凝土帶來很大的困難。用鐵尾礦砂部分取代河砂，既可以減小含石波動對混凝土工作性能的不利影響，又可優(yōu)化細骨料的顆粒級配。尾礦砂粒徑小于 0.15mm 的細粉主要是石粉，石粉在性能上不同于河砂中的泥粉，對外加劑吸附較小，摻入部分鐵尾礦砂可以有效降低細骨料的含泥量。應(yīng)用鐵尾礦砂也可以優(yōu)化混凝土配合比參數(shù)的調(diào)整范圍，增加混凝土配合比調(diào)整自由度。尤其在膠凝材料相對較少的低強度等級混凝土中加入適量的石粉充當(dāng)細集料有利于提高混凝土的粘聚性、和易性。

在鐵尾礦砂的與河砂復(fù)配使用缺少系統(tǒng)性的研究，另外，對尾礦砂的使用還存在以下困難：①長期以來，混凝土行業(yè)習(xí)慣于使用天然河砂，對河砂產(chǎn)生依賴和固定的思維難以改變，對于鐵尾礦砂認識不足。②鐵礦開采企業(yè)對選礦過程中產(chǎn)生鐵尾礦作為廢棄物進行堆積、掩埋等簡單處理。③對鐵尾礦砂的認識、使用是一個循序漸進的過程。

我國對鐵尾礦砂的使用的研究比較晚，在混凝土中使用鐵尾礦砂的研究近幾年才得到迅速發(fā)展，研究的內(nèi)容主要有：

許發(fā)松[1]研究表明：用鐵尾礦配制的混凝土同天然河砂混凝土相比，無堿—骨料反應(yīng)且抗凍性能良好；卞立波、宋少民[2]研究發(fā)現(xiàn)：在石子級配良好、空隙率低的情況下，粉煤灰的使用和采用較低的水膠比，鐵尾礦細砂混凝土具有很強的抗氯離子滲透能力；孫玉良、趙蕓平、閻嘉旺[5]試驗表明：尾礦砂石配制的混凝土的抗凍性與天然砂石混凝土的接近；強度等級較低時，尾礦砂石配制的混凝土抗?jié)B性能低于天然砂石混凝土，尾礦砂石混凝土的抗碳化性能高于天然砂石混凝土的抗碳化性能。

蔡基偉、封孝信、趙麗[3]試驗表明：使用鐵尾礦砂配制的混凝土與天然河砂混凝土相比流動性差、泌水率大；張少波[4]研究發(fā)現(xiàn)：天然河砂配制的混凝土塑性粘度系數(shù)均大于鐵尾礦砂混凝土，但屈服應(yīng)力均小于鐵尾礦砂混凝土；趙蕓平、孫玉良、于濤等[6]研究表明，在相同試驗條件下，尾礦砂石配制的混凝土的坍落度、黏聚性和保水性略差于天然砂石混凝土；何兆芳、鄧初首[7]試驗表明：鐵尾礦砂混凝土的工作性、黏結(jié)性、力學(xué)性能、抗凍性能和抗?jié)B性能均優(yōu)于天然砂混凝土，干縮性能和天然砂混凝土相當(dāng)；廖華平[8]研究發(fā)現(xiàn)：隨著砂率的增加，鐵尾礦砂配制的自密實混凝土工作性能良好，但砂率超過 45% 時，工作性下降，其流動度、填充性和間隙通過性均降低。鐵尾礦砂取代普通砂、石英砂作為細骨料，其基本力學(xué)性能較好，且具有一定的早強作用。

混凝土的可持續(xù)性發(fā)展、綠色生產(chǎn)，也不只是降低水泥用量的技術(shù)要求，質(zhì)量優(yōu)良的砂石才是配制出低成本、高性能混凝土的前提和保證。砂石質(zhì)量是影響混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵，對砂石的級配必須引起足夠的重視。

利用河砂復(fù)配鐵尾礦砂配制的混凝土性能指標是否滿足要求，需要大量是試驗和工作實踐。參照已有的技術(shù)研究成果，充分認識鐵尾礦砂對混凝土性能的影響，總結(jié)鐵尾礦砂應(yīng)用的技術(shù)規(guī)律和技術(shù)控制要點，合理使用鐵尾礦砂。

1　試驗所用原材料

1.1水泥

平頂山市寶豐大地水泥 P·O42.5，密度為 3000kg/m3，其它物理力學(xué)性能見表 1。

表1　水泥的物理與力學(xué)性能

1.2礦物摻合料

粉煤灰：平頂山姚孟電廠Ⅱ級粉煤灰，密度 2200kg/m3，其它性能如表 2。礦粉：漯河市臨潁縣“鐵星牌”S95 級礦渣粉，密度為 2800kg/m3，其它性能指標如表 3。

表2　粉煤灰性能

表3　礦渣粉性能檢測數(shù)據(jù)

1.3粗集料

舞鋼市礦山碎石，其性能指標如表 4，得分分析見表 5。

表 4 舞鋼 5～25mm 碎石性能指標

表5　舞鋼5～25mm碎石篩分情況

1.4細集料

平頂山市葉縣辛店鎮(zhèn)河砂，篩分指標見表 6。

表6　河砂顆粒級配

1.5鐵尾礦砂

平頂山市舞鋼尾礦砂，表觀密度為 2720kg/m3，篩分指標見表 7，化學(xué)成分分析見表 8。

表7　鐵尾礦砂顆粒級配

表8　平頂山市舞鋼鐵尾礦砂化學(xué)成分分析 %

從化學(xué)成分上看，尾礦砂中有較高的活性化學(xué)成分：CaO、SiO2、Al2O3和 Fe2O3，它們的總和占 83.3%。用于調(diào)劑細骨料的細度模數(shù)的材料，摻于混凝土中除可優(yōu)化配合比、改善混凝土的粘聚性、保水性外，這部分尾礦砂與水泥漿體的界表面結(jié)合力也是比較強的；尾礦砂中小于 0.075mm和小于 0.045mm 的部分，可作為膠凝材料的補充，增加漿體濃度，甚至直接與水泥水化析出的 Ca(OH)2發(fā)生二次水化反應(yīng)。尾礦砂中含有較高的 Fe2O3在反應(yīng)中形成的水化產(chǎn)物水化鐵酸鈣對提高抗折強度有利。鐵尾礦砂在放大鏡下如圖1(a)、(b)，鐵尾礦砂顆粒較小較細，粒形不規(guī)則，電鏡放表面顆粒粗糙。

圖1　鐵尾礦砂在放大鏡下的形狀

1.6減水劑

脂肪族復(fù)合高效減水劑，其性能指標見表 9。

表9　減水劑性能指標

2　鐵尾礦砂摻量對混凝土的影響

天然河砂細度模數(shù)偏大、含石量大，鐵尾礦砂顆粒級配主要集中在 0.63～0.15mm 之間，粒徑小于 0.15mm 的細顆粒在 15% 左右。針對天然河砂與鐵尾礦砂的特點，將鐵尾礦砂與天然河砂混合配制成滿足混凝土生產(chǎn)要求的Ⅱ區(qū)中砂。使用這種混合砂配制混凝土，技術(shù)關(guān)鍵是混合砂的混合比例怎么確定。其混合比例可按照混凝土工作性、力學(xué)性能、混合砂細度模數(shù)等技術(shù)指標優(yōu)選出最佳的混合比例，該比例的混合砂應(yīng)滿足混凝土對普通砂的各項技術(shù)要求。試驗時，外加劑摻量適當(dāng)調(diào)整，保證達到要求的工作性，探討鐵尾礦混合砂混凝土的應(yīng)用技術(shù)規(guī)律。

2.1鐵尾礦砂混凝土試驗配合比

新拌混凝土的和易性，也稱工作性，是指拌合物易于攪拌、運輸、澆搗成型，并獲得質(zhì)量均勻密實的混凝土的一項綜合技術(shù)性能。通常用流動性、粘聚性和保水性三項內(nèi)容表示。流動性是指拌合物在自重或外力作用下產(chǎn)生流動的難易程度；粘聚性是指拌合物各組成材料之間不產(chǎn)生分層離析現(xiàn)象；保水性是指拌合物不產(chǎn)生嚴重的泌水現(xiàn)象。通常情況下，混凝土拌合物的流動性越大，則保水性和粘聚性越差，反之亦然，相互之間存在一定矛盾。和易性良好的混凝土是指既具有滿足施工要求的流動性，又具有良好的粘聚性和保水性。因此，不能簡單地將流動性大的混凝土稱之為和易性好，或者流動性減小說成和易性變差。在評價混凝土工作性時，用坍落度結(jié)合坍落流動度（用拌合物坍落穩(wěn)定時所鋪展的直徑表示，也稱擴展度），參考圖 2[9]進行評價。

圖2　混凝土拌合物工作性的簡易評價

坍落度與擴展度的比值也稱為坍?dāng)U比，從圖中可以看出坍?dāng)U比在 0.4 左右混凝土的工作性較好；大于 0.4 時，混凝土工作性粘稠；小于 0.4 時，混凝土工作性差，易出現(xiàn)泌水、離析。坍?dāng)U比與 0.4 的差值越大，工作性越差，坍?dāng)U比可以作為工作性評價的簡易方法。

鐵尾礦砂中小于 0.15mm 的細顆?？梢哉{(diào)節(jié)砂子的級配，充當(dāng)粉體填充料，填充混凝土骨料間的空隙，提高混凝土保水性和粘聚性，改善離析、泌水現(xiàn)象，使得混凝土易于密實成型。尤其在低強度等級的混凝土中，作用更加明顯。低強度等級混凝土膠凝材料用量少，摻用鐵尾礦砂后，補充粉體材料，有效解決工作性差的缺點。為了系統(tǒng)了解鐵尾礦砂摻量變化對不同膠凝材料用量、水膠比的混凝土性能影響，采用表 10 的混凝土配合比進行試驗。

3.1尾礦砂摻量對砂率的影響

在混凝土拌合物坍落度一定的條件下，若砂率小，為保證有足夠的砂漿包裹潤滑粗骨料，必須增加膠凝材料漿體的用量才能保證足夠的砂漿量。同樣，若砂率過大，要增加過多的膠凝材料漿體來包裹、填充、潤滑骨料。因此，砂率是控制混凝土拌合物工作性的重要參數(shù)，砂率選用的是否合理直接影響混凝土的工作性和質(zhì)量。鐵尾礦砂在顆粒級配上與河砂有顯著的區(qū)別，河砂的細度模數(shù)較大，粗顆粒較多，細顆粒不足，而鐵尾礦砂中粗顆粒較少，細顆粒偏多。單獨使用鐵尾礦砂配制混凝土，細顆粒多，比表面積大，膠凝材料料漿體用量大，同樣，單獨使用河砂配制混凝土，由于缺少細顆粒，保水性和粘聚性變差，以泌水、離析。

鐵尾礦砂與河砂混合使用可以克服河砂細顆粒不足的弊端，使混凝土的細顆粒增加，另外鐵尾礦砂中小于 0.15mm的石粉顆粒，也可以使混凝土粉體材料增加，改變總漿體量、漿體稠度及水粉比（用水量與細粉量的比值）。為了研究鐵尾礦砂混合比例的變化對混凝土砂率的影響，按照表 10所給出的配合比，鐵尾礦砂摻量分別為 0%、20%、40% 進行試驗?？紤]到鐵尾礦砂摻量的增加改變了原有粉體的數(shù)量及漿體的稠度，在鐵尾礦砂摻量的同時，適當(dāng)提高減水劑的摻量，保證混凝土拌合物具有良好的工作性，其試驗結(jié)果如表11。

表10　試驗配合比

表11　尾礦砂摻量對砂率的影響

在用水量和膠凝材料用量相同的情況下，隨著鐵尾礦砂摻量的增加，通過調(diào)整砂率均可以獲得滿意的工作性能。鐵尾礦砂摻量為 0%、混凝土砂率為 45% 時，坍?dāng)U比為 0.41，工作性較好；鐵尾礦砂摻量為 20%、混凝土砂率為 42% 時，坍?dāng)U比為 0.40，工作性較好；鐵尾礦砂摻量為 40%、混凝土砂率為 39% 時，坍?dāng)U比為 0.40，工作性較好。表現(xiàn)出隨著鐵尾礦砂的摻量的增加，混凝土砂率隨之降低。

河砂的細度模數(shù)為 3.1，鐵尾礦砂的細度模數(shù)為 1.4，隨著鐵尾礦砂摻量的增加，必然引起混合砂細度模數(shù)的變化?；旌仙暗募毝饶?shù)等于鐵尾礦砂的細度模數(shù)與其摻量的乘積加上河砂的細度模數(shù)與其摻量的乘積，即：

鐵尾礦砂摻量為 20% 時，

混合砂細度模數(shù)=1.4×20%＋3.1×(1－20%)=2.76

鐵尾礦砂摻量為 40% 時，

混合砂細度模數(shù)=1.4×40%＋3.1×(1－40%)=2.38

可以看出，鐵尾礦砂摻量增加 20%，混合砂的細度模數(shù)降低近 0.4，砂率降低 3%。鐵尾礦砂摻量的增加直接改變混合砂的細度模數(shù)，進而影響砂率。因此，在鐵尾礦砂的使用過程中，應(yīng)關(guān)注河砂與鐵尾礦砂細度模數(shù)的變化，及時調(diào)整砂率?；旌仙凹毝饶?shù)變化 0.2，砂率要相應(yīng)調(diào)整 1%～2%。

從外加劑的用量來看，隨著鐵尾礦砂用量的增加，外加劑摻量也相應(yīng)增加才能獲得良好的工作性。從表 6 和表 7 可知，河砂中粒徑小于 0.15mm 的粉狀顆粒含量為3%，鐵尾礦砂中粒徑小于 0.15mm 的粉狀顆粒含量為 17.8%，即相同質(zhì)量的情況下鐵尾礦砂含有粒徑小于 0.15mm 的顆粒較河砂多14.8%。當(dāng)鐵尾礦砂摻量為 20% 時，砂率為 42%，混凝土工作性較好。此時，細砂用量為 154kg/m3、較鐵尾礦砂摻量為0% 時，混合砂中粒徑小于 0.15mm 的粉體顆粒較鐵尾礦砂摻量為 0% 時增加了 154×14.8%=22.8(kg/m3)。從試驗結(jié)果可以看出，鐵尾礦砂摻量為 0% 時，外加劑的摻量為 1.9%，如果把增加的這些粉體粒徑在計算外加劑用量時看做粉體材料，外加劑的用量為 (360＋22.8)×1.9%=7.27(kg/m3)。鐵尾礦砂摻量為 20% 時，外加劑摻量為 2.0%，用量為 7.2kg/m3，兩者相差不大。在計算外加劑用量時，應(yīng)充分考慮砂中含有的石粉對外加劑的影響。

3.2尾礦砂摻量對混凝土抗壓強度影響

鐵尾礦砂作為一種質(zhì)量相對穩(wěn)定的特細砂與河砂混合使用，增加了混凝土配合比設(shè)調(diào)整的空間。通過混合比例，優(yōu)化混合砂的顆粒級配，降低空隙率，提高混凝土整體性能。根據(jù)表 10 的配合比參數(shù)，對鐵尾礦砂摻量為 0%、20%、40%、60%，進行混凝土抗壓強度試驗，其試驗結(jié)果如表 12所示。

表12　尾礦砂摻量對混凝土工作性及抗壓強度的影響

從表 12 可以看出，在膠凝材料用量 300kg/m3時，鐵尾礦砂摻量為 40% 時坍落度達到最大值 220mm，坍?dāng)U比 0.4；在膠凝材料用量 360kg/m3時，鐵尾礦砂摻量為 20% 時坍落度達到最大值 185mm，坍?dāng)U比 0.4；在膠凝材料用量 420kg/m3時，鐵尾礦砂摻量為 0% 時坍落度達 235mm，坍?dāng)U比 0.41，鐵尾礦砂摻量增加到 20% 時，坍落度為 225mm，略有減低，坍?dāng)U比 0.4；膠凝材料增加到 480kg/m3時，鐵尾礦砂的加入均降低工作性。

在膠凝材料用量低于 420kg/m3時，適當(dāng)增加鐵尾礦砂摻量能夠改善混凝土的和易性，提高混凝土保水性、抗離析泌水能力，增加混凝土的粘聚性。隨著鐵尾礦砂摻量的增加，混凝土的粘聚性增加，混凝土的坍落度及擴展度先增大后減小?；炷恋臐{體在一定的范圍內(nèi)可以有效填充到骨料的的空隙中，潤滑骨料顆粒，減小表面摩擦力。當(dāng)漿體中粉體量增大超過一定的范圍時，造成漿體的稠度過大，不能有效克服骨料顆粒間的摩擦力，流動性變差。

混凝土拌合物內(nèi)摩擦阻力，一是來自膠凝材料漿體間的內(nèi)聚力與粘性，二是來自骨料顆粒間的摩擦力。漿體的粘聚力主要取決于水膠比，即膠凝材料漿體的稠度。水膠比越大漿體的稠度越小，粘聚力越差，無法帶動骨料一起運動，混凝土越容易離析、泌水、分層；水膠比降低，漿體的稠度增大，粘聚力增強，混凝土流動時需要克服屈服剪切力，使得混凝土的擴展度降低，流動性變差。骨料間摩擦力主要取決于骨料顆粒間的摩擦系數(shù)及包裹在骨料表面膠凝材料漿體的數(shù)量，漿體數(shù)量越多，骨料間水泥漿層越厚，骨料之間的摩擦力越小。因此，在原材料一定時，坍落度主要取決于漿體的多少和黏度大小。

鐵尾礦混合砂混凝土拌合物工作性試驗表明，只要混合比例合適，完全可以配制出性能優(yōu)良的混凝土。混合砂中鐵尾礦砂與河砂的混合比例不是固定的，其隨著強度等級（膠凝材料用量）的變化而變化，即隨著膠凝材料的增加鐵尾礦砂的摻入比例逐漸降低。

從各齡期強度發(fā)展規(guī)律來看，不同強度等級的混凝土，鐵尾礦砂的摻入比例不同，各齡期強度雖有差異，但波動幅度不大，只要是工作性能良好的混凝土，混凝土強度及發(fā)展規(guī)律均能滿足要求。

3.3鐵尾礦砂摻量對坍落度的影響

漿體是由水泥等膠凝材料與水拌合而成，具有流動性和可塑性，膠凝材料漿體使混凝土拌合物中砂石骨料表面具有一層潤滑流體使砂石骨料彼此分開，降低由于混凝土拌合物中石子之間的相互摩擦而形成的摩擦力，膠凝材料漿體量大小直接影響混凝土的和易性。

鐵尾礦砂的細度模數(shù)和細粉含量相對穩(wěn)定，波動范圍較小。鐵尾礦砂中粒徑小于 0.15mm 的細粉主要是石粉，這些細顆粒在粒徑上類似于粉體膠凝材料，在混凝土膠凝體系中起到補充膠凝體系中的數(shù)量，改變混凝土體系的流變性能。在水膠比不變的情況下，隨著鐵尾礦砂摻量的增加，漿體的稠度變大、流動性降低。

為了了解混凝土中鐵尾礦砂摻量對混凝土最大坍落度的影響，混凝土配合比采用表 10 和表 12，進行混凝土試驗，通過調(diào)整外加劑摻量使混凝土獲得最大坍落度，試驗結(jié)果見表13。

表13　尾礦砂摻量變化對坍落度的影響

從表 13 可以看出，隨著鐵尾礦砂摻量的增加，鐵尾礦砂帶入的細粉量也逐漸增加。鐵尾礦砂摻量每增加 20%，混合砂中的總粉量增加 15～20kg 左右。在用水量、膠凝材料用量不變的情況下，鐵尾礦砂摻量的增加，水粉比減小，漿體的粘聚性增大，拌合物的保水性增強，隨著外加劑摻量的增加混凝土坍落度變大。

在鐵尾礦砂的使用過程中，由于鐵尾礦砂中含有大量粒徑小于 0.15mm 細粉顆粒，從形態(tài)上應(yīng)把這些細粉顆粒看作膠凝材料的一部分。則混凝土各膠凝材料表觀密度為：水泥表觀密度為 3000kg/m3、粉煤灰表觀密度為 2200kg/m3、礦粉表觀密度為 2800kg/m3，由水泥（60%）、礦粉（20%）、粉煤灰（20%）組成的混凝土膠凝材料表觀密度為：

式中：

αC、αF、αK——分別為水泥、粉煤灰、礦粉占膠凝材料的質(zhì)量百分比，%；

ρB、ρC、ρF、ρK——分別為膠凝材料、水泥、粉煤灰、礦粉的密度，kg/m3。

將水泥、粉煤灰、礦粉的密度代入上式可以計算出膠凝材料密度為 2770kg/m3，鐵尾礦砂表觀密度為 2720 kg/m3。根據(jù)表 13 可以得出表 14 各配合比粉體總漿體量對應(yīng)的適宜坍落度。

表14　混凝土粉體總漿量與坍落度的關(guān)系

從表 14 可以看出，隨著混凝土最大坍落度的增加，混凝土用水量與所有粉體總成的總粉體漿量也相應(yīng)增大。為了直觀表現(xiàn)出混凝土粉體總漿體量與坍落度的關(guān)系，繪制出圖3。從圖中可以看出混凝土坍落度 x 與混凝土漿體量 y 有線性關(guān)系：

圖3　混凝土總粉料粉體漿量用量與坍落度的關(guān)系

為獲得滿意的工作性，混凝土必須具有一定的漿體，漿體越多，骨料間摩擦力越小，混凝土拌合物越易于流動，混凝土坍落度就越大，反之坍落度變小。若滿足工作性的條件下，漿體過多，就會出現(xiàn)流漿及泌水現(xiàn)象，且膠凝材料用量大也不經(jīng)濟；若漿體過少，致使不能填滿骨料間的空隙或不夠包裹所有骨料表面時，則混凝土拌合物粘聚性變差，會產(chǎn)生崩塌現(xiàn)象。因此，在鐵尾礦砂的使用過程中，應(yīng)根據(jù)混凝土坍落度的要求、混凝土的強度等級和膠凝材料用量調(diào)整鐵尾礦砂在混合砂中的摻量，以找到適合混凝土工作性的漿體用量。

4　不同強度等級混凝土中鐵尾礦砂的摻量

鐵尾礦砂中的細粉顆粒在混凝土漿體中主要起兩方面的作用：其一，增加混凝土漿體的數(shù)量，提高包裹在骨料表面漿體的厚度，減小骨料間的摩擦力，增加混凝土的工作性；其二，在水膠比不變的情況下，鐵尾礦砂的細粉顆?？梢栽黾铀郾龋黾踊炷翝{體的稠度，使粘聚性、保水性增加。在低強度等級的混凝土中，漿體量少，漿體稠度低，增加鐵尾礦砂的摻量可以增加漿體數(shù)量，增加混凝土的粘聚性、保水性。而高強度等級的混凝土拌合物，自身膠凝材料較多、漿體大，再加上水膠比小、漿體稠度大，再加入鐵尾礦砂，漿體的水粉比更低、工作性更差。因此，低強度等級混凝土使用的砂應(yīng)細度模數(shù)小一些，以提高混凝土粘聚性、保水性，高強度等級混凝土使用的砂細度模數(shù)大一些，以降低混凝土中細粉的數(shù)量，降低混凝土的黏度。由此看來，在鐵尾礦砂與河砂混合使用時，應(yīng)根據(jù)混凝土膠凝材料用量及混凝土工作性要求確定混合比例，對于泵送 C10～C60 等級混凝土，混合比例可按表 15 使用。

表15　各強度等級下，尾礦砂代替河砂的比例

使用鐵尾礦砂的過程中應(yīng)注意對天然砂質(zhì)量的檢測，根據(jù)天然砂的細度模數(shù)調(diào)整混合比例，在調(diào)整過程中，并注意調(diào)整砂率及減水劑摻量。

5　結(jié)論

從本文的試驗結(jié)果可以看出：

（1）鐵尾礦砂的用量對混凝土砂率有影響，鐵尾礦砂摻量大，鐵尾礦砂與河砂組成的混合砂的細度模數(shù)降低，砂率應(yīng)相應(yīng)降低，保證混凝土良好的工作性。

（2）混凝土中摻入不同比例的尾礦砂，雖然各齡期的強度有所差異，但波動幅度不大，只要混凝土工作性良好，均滿足混凝土強度發(fā)展的規(guī)律。

（3）鐵尾礦砂用量的增加，使混凝土中小于 0.015mm的細粉顆粒增加，漿體用量相應(yīng)增加，改善混凝土的粘聚性和保水性。但細粉量的增加也增加了對外加劑的吸附，應(yīng)適當(dāng)提高外加劑摻量。

（4）鐵尾礦砂的使用比例應(yīng)根據(jù)強度等級和膠凝材料用量的不同而不同，混凝土膠凝材料用量大，鐵尾礦砂摻量小，反之摻量增加。

[1] 許發(fā)松．尾礦砂石在混凝土中的研究與應(yīng)用[J]．商品混凝土，2006.03: 21-26．

[2] 卞立波，宋少民．第六屆全國土木工程研究生學(xué)術(shù)論壇論文集[C]．北京：清華大學(xué)出版社，2008．

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[通訊地址] 北京市朝陽區(qū)管莊東里建材院北樓 225（100024）

余春榮（1978—），女，工程師，從事混凝土信息技術(shù)研究。