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摘要：采用尾矿砂与机制砂混合配制大流动性混凝土，研究了尾矿砂掺量对不同强度等级混凝土工作性能和抗压强度的影响。结果表明：尾矿砂代替部分机制砂，混凝土拌合物的工作性能普遍得到了提高，对于高强度等级的混凝土，尾矿砂的掺量应少于低强度等级混凝土；通过调整混凝土的配合比和尾矿砂的掺量，能够使混凝土拌合物的工作性能最佳；尾矿砂代替部分机制砂，在大多数情况下，混凝土的抗压强度得到了提高，且对不同强度等级的混凝土，尾矿砂最佳掺量不同，在最佳掺量下，对应的混凝土抗压强度最大；尾矿砂对低强度等级混凝土抗压强度的改善作用更加明显。
关键词：尾矿砂；机制砂；混凝土；抗压强度
前言
随着工程建设的飞速发展，部分地区天然砂资源面临枯竭，导致混凝土用砂供需矛盾日益突出。为解决天然砂供需问题，部分混凝土生产企业开始采用机制砂配制混凝土。由于市场供应的机制砂颗粒级配不良、细度模数偏大，因此所拌制的混凝土存在匀质性差、和易性差、不易泵送施工等问题。本文主要讲述尾矿砂在大流动性混凝土中的应用研究，以适当的比率取代机制砂配制混凝土。针对掺有尾矿砂的混合砂配制的大流动性混凝土的性能进行研究，以期为尾矿砂在混凝土中的广泛应用提供参考。
1 试验部分
1.1原材料
以舟山小衢山岛矿山尾矿为原料，通过适当的筛选处理。试验机制砂为宁波某砂场生产中砂，细度模数为2.7。石子为5～31.5连续级配碎石。
1.2混凝土配合比
试验采用常用的C30、C40混凝土配合比。尾矿砂分别按替代机制砂的比例为0%、15%、20%、25%、30%、35%和40%与天然砂混合使用。尾矿砂替代机制砂的最大比例为30%。同一强度等级混凝土保持砂率固定。
1.3试验方法
混凝土拌合物的坍落度、坍落度 1h经时变化量、泌水率和扩展度试验按《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（GB / T 50080-2016）进行。 混凝土的抗压强度试验按《 普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB / T 50081-2016）进行。
2 试验结果及分析
在C30、C40不同混凝土配合比条件下，研究尾矿砂掺量对混合砂混凝土拌合物坍落度、坍落度1h经时变化量、扩展度和泌水率的影响。
从图1可以看出：对于C30混凝土，掺尾矿砂混凝土拌合物的坍落度均明显提高，证明尾矿砂替代部分机制砂提高了混凝土拌合物的流动性；尾矿砂掺量为20%～35%时，混合砂混凝土的坍落度基本保持不变，表明尾矿砂掺量为20%～35%时，混合砂混凝土的流动性基本不受尾矿砂掺量的影响。掺尾矿砂混凝土拌合物的坍落度1h经时变化量均有所降低，表明对于C30混凝土，尾矿砂部分替代机制砂降低了混凝土拌合物的坍落度损失；尾矿砂替代25%和30%的机制砂时，混凝土拌合物的坍落度1h经时变化量仅为2cm，比未掺加尾矿砂混凝土拌合物的坍落度1h经时变化量4.5cm降低了55.6%。未掺加尾矿砂混凝土拌合物的扩展度最大，达到625mm；随着尾矿砂掺量的增加，混凝土拌合物的扩展度逐渐降低。尾矿砂的掺入增加了混凝土拌合物的泌水率；当尾矿砂掺量为30%～40%时，混凝土拌合物的泌水率基本未发生变化，表明此时混凝土拌合物的泌水率基本不受尾矿砂掺量的影响。
图1
从图2(a)可以看出：对于C40混凝土，不掺尾矿砂混凝土拌合物的坍落度最小，而掺尾矿砂混凝土拌合物的坍落度有了较大幅度提高，同样证明尾矿砂替代部分机制砂提高了混凝土拌合物的流动性。从图2(b)可以看出：掺尾矿砂混凝土拌合物的坍落度1h经时变化量均明显降低，表明对于C40混凝土，尾矿砂部分替代机制砂降低了混凝土拌合物的坍落度损失。从图2（C）可以看出：尾矿砂的掺量为15%时，混凝土拌合物的扩展度最小，为510mm，略小于单一机制砂混凝土拌合物的扩展度530mm；当尾矿砂的掺量从15%增加到25%时，混凝土拌合物的扩展度从510mm增加到575mm，达到最大，当尾矿砂的掺量从25%增加到40%时，混凝土拌合物的扩展度从575mm降低到530mm，说明有个尾矿砂最佳掺量，在尾矿砂最佳掺量时，混凝土拌合物的扩展度最大。未掺加尾矿砂混凝土拌合物的泌水率为3.5%，尾矿砂的掺量为15%、20%和25%时，混凝土拌合物的泌水率均为1.5%，而尾矿砂的掺量从25%增加到40%，混凝土拌合物的泌水率从1.5%增加到4.0%，尾矿砂掺量为15%、20%和25%时，混凝土拌合物的泌水率最小，同样说明有个尾矿砂最佳掺量，在尾矿砂最佳掺量时，混凝土拌合物的泌水率最小。
（c）扩展度
图2
结语
尾矿砂代替部分机制砂，混凝土拌合物的工作性能普遍得到了提高，对于高强度等级的混凝土，尾矿砂的掺量应少于低强度等级混凝土的。通过调整混凝土的配合比和尾矿砂的掺量，能够使混凝土拌合物的工作性能最佳。尾矿砂代替部分机制砂，在大多数情况下，混凝土的抗压强度得到了提高，且对不同强度等级的混凝土，尾矿砂最佳掺量不同，在最佳掺量下，对应的混凝土抗压强度最大。尾矿砂对低强度等级混凝土抗压强度的改善作用更加明显。总之，尾矿砂代替部分机制砂改善了单掺机制砂配制混凝土的性能，既解决了天然砂资源匮乏的问题，又有利于促进治理河道淤积，具有经济和环境保护双重意义。
参考文献
[1]邹文裕.机制砂在普通混凝土中的应用[J].混凝土与水泥制品，2015(07).
[2]何盛东.机制砂混凝土劈裂抗拉强度的试验研究[J].混凝土，2014(11).
论文作者:黄宝莲1,宋健民2,宋斌3,祝基2,周宇杰2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/16
标签：尾矿论文; 混凝土论文; 机制论文; 抗压强度论文; 坍落度论文; 等级论文; 流动性论文; 《基层建设》2018年第2期论文;