金礦廢石在 C60 混凝土中的應(yīng)用研究

呂英林，李麗佼

（煙臺樺林混凝土有限公司，山東 煙臺 264000）

金礦廢石在 C60 混凝土中的應(yīng)用研究

呂英林，李麗佼

（煙臺樺林混凝土有限公司，山東 煙臺 264000）

利用金礦廢石經(jīng)破碎、篩分，制備出符合級配要求的粒徑為 5～25mm 的粗骨料和細(xì)度模數(shù)約為 2.8 的人工砂作為配制 C60 混凝土的粗細(xì)骨料。與相同的石灰石粗骨料和河砂配制的混凝土作對比，采用金礦廢石配制的混凝土具有良好的工作性能與更高的混凝土抗壓強(qiáng)度。相關(guān)技術(shù)已在煙臺萬達(dá)廣場、煙臺大悅城等工程中得到成功應(yīng)用。

金礦廢石；C60 混凝土；骨料；強(qiáng)度；工作性能

0 前言

隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的規(guī)模的不斷擴(kuò)大，混凝土產(chǎn)量逐年增加，對砂石的需求量也在逐年增加。天然河砂經(jīng)過近十幾年的大規(guī)模開采使用，資源已面臨枯竭，且價格逐年上漲，質(zhì)量也呈下降趨勢。傳統(tǒng)粗骨料的大量使用，加劇了對山體環(huán)境的破壞。為了應(yīng)對混凝土骨料資源短缺的問題，有必要發(fā)展新型骨料來替代傳統(tǒng)的骨料。

黃金是煙臺市的重要礦產(chǎn)資源，主要分布在招遠(yuǎn)、蓬萊等地。黃金資源的開發(fā)與利用為社會進(jìn)步提供了巨大動力，同時也丟棄了大量的廢石和尾礦等礦山廢棄物。大型金礦以及眾多星羅棋布分布于其周邊的民采小礦排出的廢石就近堆放，占用大量耕地、破壞生態(tài)環(huán)境。礦山廢棄物的持續(xù)增長所帶來的環(huán)境污染壓力已成為影響當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)社會、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的棘手難題，急需研究和解決。

鑒于混凝土行業(yè)對砂石需求量的增加以及金礦廢石所造成的環(huán)境壓力，我公司經(jīng)過多次考察，在蓬萊市大柳行金礦建成了混凝土骨料加工基地，將金礦廢石進(jìn)行破碎、篩分，制備符合質(zhì)量要求的碎石和人工砂作為生產(chǎn)混凝土的骨料。這樣既減少了金礦廢石對環(huán)境的污染，實現(xiàn)了廢石的資源化利用，又解決了建材行業(yè)資源緊缺的問題，具有巨大的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

1 試驗材料

水泥：選用硅酸鹽 P·I 52.5 水泥，基本性能如表1。

表1 P·I 52.5 水泥的基本性能

粉煤灰：采用Ⅱ級粉煤灰，其性能如表2 所示。

表2 粉煤灰物理性能 %

粗骨料：采用金礦廢石和普通石灰石，經(jīng)破碎、篩分成5～25mm 連續(xù)級配的碎石，其檢測結(jié)果見表3。

表3 粗骨料的基本性能

細(xì)骨料：采用金礦廢石經(jīng)破碎、篩分得到5mm以下的部分經(jīng)水洗得到人工砂，其性能指標(biāo)如表4 所示。

表4 細(xì)骨料的基本性能

減水劑：采用聚羧酸系高效減水劑，減水率 25.2%，固含量 21.1%，pH 值 7.4。

拌合用水：采用飲用水，符合 JGJ63—2006《混凝土拌合用水》標(biāo)準(zhǔn)。

2 試驗方案

按照 JGJ55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》來進(jìn)行C60 混凝土配合比設(shè)計。采用的混凝土配合比如表5 所示。

表5 C60 混凝土配合比 kg/m3

按照表5 所示的配合比進(jìn)行混凝土試配試驗。試驗 A 采用石灰石和河砂作為粗細(xì)骨料，試驗 B 采用金礦廢石破碎得到的碎石和人工砂作為粗細(xì)骨料。按照 GB/T50080—2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》檢測混凝土的坍落度和擴(kuò)展度，按照 GB/T50081—2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》檢測混凝土 7d、28d 和 90d 的抗壓強(qiáng)度。

3 實驗結(jié)果與應(yīng)用

3.1 C60 混凝土的工作性能

采用石灰石和河砂作為粗細(xì)骨料配制的 C60 混凝土的出機(jī)狀態(tài)如圖 1 中 A 所示，采用金礦廢石破碎得到的碎石和人工砂作為粗細(xì)骨料配制的 C60 混凝土的出機(jī)狀態(tài)如圖 1 中 B所示。

圖 1 C60 混凝土的出機(jī)狀態(tài)

由圖 1 可看到，采用金礦廢石破碎得到的碎石和人工砂作為粗細(xì)骨料配制的 C60 混凝土具有更好的流動性和粘聚性，泵送性能更好。這主要是因為金礦廢石破碎得到的粗細(xì)骨料具有更大的堆積密度和更低的空隙率，在混凝土漿體體積相同的情況下，用于填充骨料空隙所需要的漿體體積少的原因所致。

3.2 C60 混凝土的力學(xué)性能

采用不同粗細(xì)骨料配制的 C60 混凝土的抗壓強(qiáng)度如圖 2所示。

圖 2 C60 混凝土的抗壓強(qiáng)度

由圖 2 可知，采用金礦廢石破碎得到的粗細(xì)骨料配制的C60 混凝土在 28d 和 90d 比采用河砂和石灰石碎石配制的混凝土具有更高的抗壓強(qiáng)度。這主要是因為金礦廢石破碎得到的粗骨料具有更好的粒形，針片狀含量低的原因所致。

3.3 金礦廢石配制的 C60 混凝土的工程應(yīng)用

經(jīng)過對比試驗可知，采用金礦廢石制備的骨料配制的混凝土具有良好的工作性能與更高的混凝土抗壓強(qiáng)度.經(jīng)多次試驗驗證，實驗結(jié)論一致。此項技術(shù)已在煙臺萬達(dá)廣場、煙臺中糧大悅城等工程中得到成功應(yīng)用。

圖 3 C60 混凝土的工程應(yīng)用

4 結(jié)論

（1）利用金礦廢石經(jīng)破碎、篩分，能夠制備出粒徑為5～25mm、級配良好的混凝土粗骨料和細(xì)度模數(shù)約為 2.8、粒形良好的人工砂；

（2）采用金礦廢石制備的粗細(xì)骨料配制的混凝土，與采用石灰石粗骨料和河砂配制的混凝土相比較，具有良好的工作性能與更高的混凝土抗壓強(qiáng)度；

（3）采用金礦廢石制備的粗細(xì)骨料配制的混凝土已得到成功應(yīng)用，具有巨大的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

［通訊地址］煙臺市芝罘區(qū)機(jī)場路 166 號煙臺樺林混凝土有限公司（264000）

呂英林，煙臺樺林混凝土有限公司董事長。