鐵尾礦應(yīng)用于混凝土的研究進(jìn)展

汪天興

（江西理工大學(xué)建筑與測繪工程學(xué)院 江西贛州 341000）

0 引言

近年來自然的沙土資源現(xiàn)在已經(jīng)大幅度減少，所以導(dǎo)致天然混凝土也在緊缺，而且很多地方沙土的提取是以破壞河道為基礎(chǔ)的，這樣嚴(yán)重破壞了生態(tài)系統(tǒng)。鐵尾礦這種廢棄物成分相對復(fù)雜，目前我們的技術(shù)還不足以很好地利用這些廢棄物，所以經(jīng)常是以堆存的方式堆積在尾礦庫。不過同時也就帶來了一系列環(huán)境問題，所以我們急需找到合適的途徑來處理這些廢棄的鐵尾礦。此時如果我們能用這些廢棄的鐵尾礦來制作混凝土，不僅能夠解決鐵尾礦堆積所帶來的一系列問題，同時能夠滿足建筑結(jié)構(gòu)對混凝土的需求。

1 國內(nèi)鐵尾礦的綜合利用

1.1 鐵尾礦制作建筑材料

鐵尾礦這種廢棄物可以將其作為制造建筑材料的原料，這樣一方面可以有效緩解鐵尾礦堆存帶來的大量問題，徹底地利用鐵尾礦，另一方面也為建材行業(yè)開辟了新的資源。

1.1 .1利用鐵尾礦制磚

在建筑業(yè)中，我國最主要的建材還是建筑用磚，但是同時因為要保護(hù)我國的土地資源，所以我國也采取了針對措施禁止制造黏土磚，用鐵尾礦來制磚，不僅充分利用了鐵尾礦這種礦產(chǎn)資源同時也能響應(yīng)國家政策。

1.1 .2用于生產(chǎn)其他建筑材料

在我國建材行業(yè)中，鐵尾礦有很多用途，用來生產(chǎn)多種材料，包括混凝土骨料，建筑用砂，一些膠凝材料，甚至于可以鋪筑路基。除此以外，我們現(xiàn)實生活中常用的一些保溫材料和微晶玻璃也都可以用鐵尾礦來制作而成。

1.2 鐵尾礦再選與回收有價元素

尾礦的綜合利用是一個需要我們?nèi)祟悂砉餐剿鞯姆浅＞哂刑魬?zhàn)性的難題。最關(guān)鍵還是在于提取出其中的有價元素然后加以利用，這個就需要多方面提高，一個是設(shè)備上需要進(jìn)行更新，改進(jìn)尾礦的回收設(shè)備，還有一個就是提取技術(shù)需要提高。

言而總之，對我國廣泛的鐵尾礦進(jìn)行回收和利用雖然能帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益，但是目前我國這方面還不成熟，不管是回收技術(shù)或者回收設(shè)備等方面。另一個重要原因就是在這個回收過程中，又會產(chǎn)生新的固體污染。

1.3 土壤改良劑與肥料

鐵尾礦中含有鐵、鋅、錳、銅、鉬、釩、硼、磷等微量元素，植物的生長是需要這些元素的，還有一種磁尾復(fù)合肥對植物生長非常有利，是對鐵尾礦進(jìn)行磁化得到。近些年對這方面研究并不是很多，是由于兩個方面的原因，一方面這種尾礦復(fù)合肥容易造成二次污染，因為這種尾礦復(fù)合肥難以分解消失，另一方面這種尾礦復(fù)合肥的肥力可能也沒有我們想象的那么高。

1.4 作為礦山采空區(qū)的充填材料

采空區(qū)一般是指一些天然形成的空洞或者人工挖掘而形成的，這些采空區(qū)的存在會帶來極大的安全問題。因此這些數(shù)量巨大的鐵尾礦能派上用場，這樣就可以一方面解決鐵尾礦堆積帶來的環(huán)境問題，也能順便解決尾礦的排放問題，另一方面也可以帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。

1.5 利用尾礦庫復(fù)墾植被

由于采礦帶來了很大的環(huán)境污染，而且采礦會破壞了很多土地資源，因此尾礦庫復(fù)墾很有必要。大致有四種利用方式，復(fù)墾為農(nóng)業(yè)用地；復(fù)墾為農(nóng)業(yè)有地；復(fù)墾為建筑用地；尾砂直接用于種植改良土壤。礦山的土地復(fù)墾工作我國是起步于20世紀(jì)60年代，近年來我國在尾礦庫的復(fù)墾方面也取得了很大進(jìn)展。比如遵化縣地方鐵礦廠，唐山地區(qū)遷安將尾礦排放在灤河荒灘上，表面覆蓋了一層約20cm厚的山皮土復(fù)墾造田，如今已經(jīng)造田和種植各種農(nóng)作物，實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益一千多萬元。

2 鐵尾礦應(yīng)用于混凝土的可行性研究

馬雪英等[1]人研究出鐵尾礦微粉的總體活性偏低的結(jié)果。趙思儒等人[2]得出鐵尾礦微粉的比表面積大小的改變對它活性影響較小，但是它的養(yǎng)護(hù)條件卻對鐵尾礦微粉活性的影響巨大。馮向鵬和孫恒虎等[3]人的研究表明，只是單獨對鐵尾礦進(jìn)行熱活化處理是不能夠提高鐵尾礦的活性的，必須采用其他活化方法進(jìn)行處理才能實現(xiàn)鐵尾礦高效利用的目的。

3 鐵尾礦應(yīng)用于混凝土?xí)嬖诘膯栴}

（1）一方面鐵尾礦砂石的棱角性和堅固程度均大于普通砂石，另一方面鐵尾礦砂石級配不怎么樣，它內(nèi)部裂縫很多，容易在其內(nèi)部就會發(fā)生破壞，這些因素會導(dǎo)致鐵尾礦混凝土的力學(xué)性能比普通混凝土復(fù)雜很多，還有一個重要原因就是鐵尾礦會改變混凝土的一些性質(zhì)，如其流動性、強(qiáng)度、耐久性等方面。鐵尾礦同時還具有地域區(qū)別，地理位置的不同會導(dǎo)致鐵尾礦化學(xué)成分的不同，而其生產(chǎn)工藝的不同也會得到不同物理性能的鐵尾礦，這些因素是導(dǎo)致鐵尾礦這種材料在混凝土中應(yīng)用困難最根本最直接的原因。

（2）鐵尾礦在應(yīng)用前也需要做一些簡單的前期處理，一方面現(xiàn)在一般的鐵尾礦廠缺乏先進(jìn)設(shè)備，另一方面也缺乏先進(jìn)技術(shù)，這兩方面的提高需要大量資金的支撐，需要礦廠大量的投資。這些因素也會限制鐵尾礦的應(yīng)用。

（3）目前國家缺乏鐵尾礦在混凝土中的有關(guān)應(yīng)用方面的政策，沒有政策的扶持，廢物循環(huán)利用也就不能形成完整體系，這些因素都會制約鐵尾礦在混凝土的應(yīng)用。

4 展望

目前天然砂資源驟減，我們也不得不利用起這種天然的資源，所以鐵尾礦應(yīng)用于混凝土也將是一種必然趨勢，我們將鐵尾礦應(yīng)用于混凝土可以從以下幾個因素考慮：

（1）力學(xué)模型和施工性能這兩大因素是鐵尾礦混凝土模型建立需要研究的基礎(chǔ)性工作，同時這也是將其轉(zhuǎn)化為研究成果的關(guān)鍵因素。

（2）在鐵尾礦混凝土中放入一些加筋材料可以改變其性能，同時又能夠彌補其內(nèi)部的一些缺陷，降低其脆性。