麻建鎖 劉永偉

（河北建筑工程學(xué)院 張家口 075000）

近些年，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，所需要的資源也隨之劇增，尤其是工業(yè)對(duì)的礦產(chǎn)資源需求量更是大大增加，這就導(dǎo)致了超負(fù)荷開(kāi)采礦山，進(jìn)而造成了大量的尾礦堆積。尾礦的堆積，占用了大量的耕地，排出的重金屬、有毒有害物質(zhì)等對(duì)水、土壤造成了嚴(yán)重的污染[1]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截止到2013年底，我國(guó)尾礦產(chǎn)生量高達(dá)16.49億t，金屬礦采礦廢石總產(chǎn)生量為49.47億t。其中，僅鐵尾礦的產(chǎn)生量就超過(guò)8.39 億 t[2]。

國(guó)內(nèi)外多位專(zhuān)家和學(xué)者專(zhuān)門(mén)針對(duì)鐵尾礦進(jìn)行了系統(tǒng)性的理論研究，一些學(xué)者把鐵尾礦作為混凝土的一種組份應(yīng)用到建筑工程領(lǐng)域。近些年，鐵尾礦在建筑工程中的實(shí)際工程應(yīng)用已經(jīng)相繼展開(kāi)，經(jīng)過(guò)了大量工程的實(shí)踐檢驗(yàn)，應(yīng)用技術(shù)日趨成熟[3]。

1 我國(guó)鐵尾礦利用現(xiàn)狀

目前，我國(guó)鐵尾礦利用率很低，而大多數(shù)礦山企業(yè)只重視有價(jià)金屬的回收，并不能從根本上解決鐵尾礦利用率的問(wèn)題。鐵尾礦是經(jīng)選礦后的固體廢料，其非金屬礦物的含量達(dá)90%以上。因此，鐵尾礦的整體利用是鐵尾礦利用的根本途徑[4]。

雖然，我國(guó)對(duì)鐵尾礦綜合利用起步相對(duì)較晚，但進(jìn)展相對(duì)較快。近年來(lái)，隨著資源保護(hù)意識(shí)和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)，一些研究院所、高等院校等單位與礦山企業(yè)開(kāi)始緊密合作，在鐵尾礦中回收有價(jià)金屬與非金屬元素、鐵尾礦制作建筑材料等方面已經(jīng)取得了一些實(shí)用性成果[5]。

為了增大鐵尾礦的利用率，把鐵尾礦大量地應(yīng)用在制備混凝土中是減小尾礦庫(kù)存的有效方法之一[6]：①制備混凝土，對(duì)鐵尾礦的處理量最大、資源化利用率最高；②混凝土對(duì)鐵尾礦質(zhì)量要求最低，可以將鐵尾礦以合適的比例摻入到混凝土中。這樣不僅有效解決了鐵尾礦的堆放問(wèn)題，而且還減少了建筑行業(yè)對(duì)天然資源的索取，降低生產(chǎn)成本，鐵尾礦在混凝土中的應(yīng)用已然成為一種必然。

2 鐵尾礦路緣石的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 現(xiàn)階路緣石存在的問(wèn)題

目前，道路建設(shè)中，常見(jiàn)的路緣石一般由橫、豎兩塊緣石分開(kāi)施工，二者交接處采用水泥砂漿進(jìn)行連接，兩塊相鄰的路緣石之間的連接，亦是如此。而且，有時(shí)候?yàn)榱吮ＷC路緣石的平整度，還需要彈出水平墨線。可見(jiàn)，整個(gè)施工過(guò)程比較繁瑣，效率低，準(zhǔn)確性差。

在路緣石鋪設(shè)完成，投入使用一段時(shí)間，由于種種原因，比如車(chē)輛碰撞、路面變形，難免會(huì)造成路緣石連接處縫隙開(kāi)裂、前傾后仰、高低不平甚至破碎，從而影響美觀和使用。

通常使用的路緣石，在車(chē)燈照射下不具有反光的功能，無(wú)法起到指示的作用。不可避免地，有車(chē)輛與路緣石發(fā)生硬碰撞，常常會(huì)造成路緣石的損壞，同時(shí)可能會(huì)對(duì)車(chē)輛和車(chē)上人員造成嚴(yán)重的傷害。

2.2 鐵尾礦路緣石的優(yōu)化設(shè)計(jì)

為了解決現(xiàn)有的路緣石施工繁瑣、變形破壞嚴(yán)重、缺少指示標(biāo)、存在安全隱患等技術(shù)問(wèn)題，提出一種含標(biāo)識(shí)帶、易拼裝的T型路緣石。

優(yōu)化后的路緣石，如圖1所示，一種T型路緣石，路緣石主體材料為鐵尾礦混凝土。T型路緣石主體為橫置T型板結(jié)構(gòu)，包括一體成型的豎板1和橫板2。其中，橫板2的上表面與水平路面8的上表面平齊；豎板1的板面平行于水平路面8的延伸方向；豎板1和橫板2的連接處為圓弧過(guò)渡3。在沿水平路面8的延伸方向上，豎板1和橫板2的前后兩端沿上分別設(shè)有互相嵌合連接的凸面圓弧6和凹面圓弧7；豎板1的頂部嵌有標(biāo)識(shí)帶，標(biāo)識(shí)帶為至少一條塑料帶4，塑料帶4上嵌有熒光帶5，熒光帶5設(shè)在朝向水平路面8的一側(cè)；標(biāo)識(shí)帶平行于水平路面8的延伸方向。

圖1 T型路緣石

3 鐵尾礦路緣石的制備技術(shù)

鐵尾礦路緣石的制備工藝，包括以下步驟：

步驟1：漿料制備。按以下重量份稱(chēng)量原料：水泥20～22；硅灰4～6；粉煤灰6～9；鐵尾礦粉（粒徑小于0.2mm）12～17；鐵尾礦砂（粒徑在0.5～0.2mm 之間）39～43；減水劑 1.6～2.1；水 9～12；將上述原料混合攪拌均勻獲得漿料。

步驟2：利用步驟1獲得的進(jìn)行澆筑，養(yǎng)護(hù)完成后獲得鐵尾礦路緣石。

步驟3：將制作好的標(biāo)志帶粘貼在制作好的路緣石上，即可完成新型鐵尾礦路緣石的制備。

4 鐵尾礦路緣石的施工

該鐵尾礦路緣石的大致施工過(guò)程如下：如圖1和圖2所示，將水平路面8下的土壤夯實(shí)，調(diào)整路緣石的橫板2朝向水平路面8，將豎板1未嵌有塑料帶4的一端插入夯實(shí)的土壤9內(nèi)，直到橫板2的下表面與夯實(shí)的土壤9接觸、橫板2的上表面與水平路面8的上表面平齊，再用橡膠錘夯實(shí)、整平；同樣地，將另一塊相同的路緣石的凸面圓弧6嵌入到前一塊路緣石的凹面圓弧7內(nèi)，為了更好地連接，可以勾勒少部分的水泥砂漿，進(jìn)而完成兩塊路緣石的拼接；最后，將豎板1背離水平路面8一側(cè)的土壤9夯實(shí)，完成路緣石的拼接，達(dá)到美觀、安全、實(shí)用的效果。

圖2 鐵尾礦路緣石工作示意圖

5 鐵尾礦路緣石的特點(diǎn)

（1）整體性能優(yōu)良。T型鐵尾礦路緣石將傳統(tǒng)的立緣石和平緣石有機(jī)地結(jié)合成一個(gè)整體，保證了整體的穩(wěn)定性，有效地減少了傳統(tǒng)立緣石傾斜的現(xiàn)象。

（2）減少應(yīng)力集中，便于清理。T型鐵尾礦路緣石的橫板和豎板的連接處采用圓弧過(guò)渡，不但減少二者連接處的應(yīng)力集中，而且便于清理聚集連接處的道路垃圾。

（3）施工方便快捷。T型鐵尾礦路緣石在施工時(shí)，減少了傳統(tǒng)路緣石立緣石與平緣石分別施工的工序、大大節(jié)約了時(shí)間；該路緣石的凸面圓弧和凹面圓弧互相配合，施工效率高，安裝準(zhǔn)確到位；由于塑料帶位于同一高度，因此不需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整標(biāo)高，提高了施工的效率和安裝的準(zhǔn)確度。

（4）警示效果顯著。T型鐵尾礦路緣石上嵌有的灰色塑料帶與路緣石主體顏色保持一致，不會(huì)感覺(jué)色差的突兀，還可以緩沖車(chē)輛與路緣石的碰撞，起到保護(hù)路緣石和車(chē)輛的雙重效果。塑料帶上的熒光帶在夜間有車(chē)燈照射時(shí)，會(huì)反射燈光，起到指示標(biāo)的作用，保證車(chē)輛行駛的安全。

6 結(jié)論

（1）優(yōu)化設(shè)計(jì)了路緣石結(jié)構(gòu)。對(duì)于傳統(tǒng)路緣石塊型結(jié)構(gòu)類(lèi)型進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出了一種T型路緣石，將傳統(tǒng)的立緣石和平緣石通過(guò)圓弧過(guò)渡有機(jī)地結(jié)合成一個(gè)整體，達(dá)到整體性能優(yōu)良、施工快捷方便、便于清理、警示效果顯著的特點(diǎn)；

（2）環(huán)保效益經(jīng)濟(jì)效益顯著。用工業(yè)垃圾鐵尾礦制備路緣石，一方面提高了鐵尾礦利用率，減少了通過(guò)開(kāi)山采石和挖河掘砂等來(lái)制備混凝土，拓展了混凝土材料的來(lái)源，節(jié)約了資源，保護(hù)了環(huán)境，具有很好的環(huán)保效益；另一方面，有效地利用了工業(yè)廢棄物，降低路緣石的制作成本，在工程應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)明顯，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，值得大力推廣。

[1]楊國(guó)華，郭建文，王建華.尾礦綜合利用現(xiàn)狀調(diào)查及其意義[J].礦業(yè)工程，2010（1）：55～57.

[2]中國(guó)資源綜合利用年度報(bào)告（2014）[J].再生資源與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2014，10：3～8.

[3]何兆芳，尹萬(wàn)云，等編著.鐵尾礦砂混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[J].中國(guó)計(jì)劃出版社，2014.

[4]蒲含勇，張應(yīng)紅.論我國(guó)礦產(chǎn)資源的綜合利用[J].礦產(chǎn)綜合利用，2001（4）：19～22.

[5]肖力光，伊?xí)x宏，崔正旭.國(guó)內(nèi)外鐵尾礦的綜合利用現(xiàn)狀[J].吉林建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，4：22～26.

[6]薛建華.鐵尾礦砂在土木工程建造領(lǐng)域中的再生利用分析研究[D].西安建筑科技大學(xué)，2014.