米砂在尾礦砂混凝土中的應(yīng)用

陳強(qiáng)，劉昭

（滄州金巖建材集團(tuán)有限公司，河北 滄州 061000）

0 引言

隨著國家鼓勵(lì)使用固體廢棄物作為骨料用于生產(chǎn)混凝土，尾礦砂在混凝土中的應(yīng)用越來越廣泛，但大多數(shù)尾礦砂的細(xì)度模度都較小，基本上都在 2.0 以下，1.25mm 以上的顆粒比較少，尾礦砂的級(jí)配較差，所以一般尾礦砂細(xì)砂會(huì)搭配部分粗機(jī)制砂使用。但機(jī)制砂的石粉和尾礦砂的石粉含量都較高，搭配使用含粉量增高，混凝土容易發(fā)粘。生產(chǎn)石子時(shí)產(chǎn)生的 5mm 以下的石屑經(jīng)過除粉處理，產(chǎn)生的含粉量在 5.0% 以下，以1.25mm 以上到 5.0mm 的顆粒居多的顆粒，我們稱之為“米砂”。由于是生產(chǎn)石子的副產(chǎn)品，價(jià)格比機(jī)制砂要便宜，一般用于生產(chǎn)瀝青混凝土。本文研究摻入適量米砂來調(diào)整尾礦砂的級(jí)配，填充細(xì)尾礦砂和石子之間的空隙，從而改善尾礦砂混凝土的狀態(tài)，提高尾礦砂混凝土的強(qiáng)度。

1 原材料的選擇

（1）水泥為靈壽金隅冀東 P·O42.5 水泥，3 天水泥抗壓強(qiáng)度為 32.1MPa，28 天水泥抗壓強(qiáng)度為 56.3MPa，標(biāo)稠用水量 27.3%。

（2）礦粉是滄州黃驊港世鑫 S95 級(jí)礦粉，比表面積 407m2/kg，7d 活性 85%，28d 活性 103%。

（3）粉煤灰為滄州華潤(rùn)電廠 F 類 Ⅱ 級(jí)粉煤灰，燒失量 0.8%，細(xì)度 19%，需水量比 98%。

（4）細(xì)骨料為唐山遷安首鋼的尾礦砂細(xì)砂和邯鄲涉縣生產(chǎn)的米砂。尾礦砂的細(xì)度模數(shù) 1.9，MB 值 0.7，石粉含量 3.8%；米砂材質(zhì)為石灰石，含粉量 3.1%；尾礦砂和米砂的顆粒級(jí)配見表 1。

表1 尾礦砂和“米砂”的級(jí)配

（5）粗骨料為唐山遷安首鋼的 5～25mm 連續(xù)級(jí)配尾礦骨料，含泥量 0.3%，針片狀含量 4%，壓碎指標(biāo)8.5%。

（6）外加劑采用滄州金巖建材集團(tuán)生產(chǎn)的高性能聚羧酸減水劑，減水率 31%，固含量 9.8%。

2 試驗(yàn)方法

C30 和 C35 的混凝土中分別摻入不同量的米砂，單方混凝土從不摻到摻加 300kg，依次增加 50kg 米砂，加入米砂后，由于砂的細(xì)度模數(shù)增加，需要相應(yīng)調(diào)整混凝土的砂率，每增加 50kg 的米砂，減 25kg 細(xì)尾礦砂和25kg 石子，對(duì)比混凝土的性能。C30 和 C35 的尾礦砂混凝土基準(zhǔn)配合比見表 2。

表2 C30 和 C35 基準(zhǔn)配合比 kg/m3

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

不同米砂摻量對(duì) C30 和 C35 的尾礦砂混凝土的狀態(tài)和強(qiáng)度的影響見表 3。

表3 不同摻量米砂對(duì)混凝土的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著米砂用量的增加，混凝土的流動(dòng)性先增加后減小，泌水情況逐漸減輕，當(dāng)米砂用量在 150～200kg 時(shí)，混凝土的流動(dòng)性最好，米砂的用量超過 200kg 時(shí)，混凝土的流速逐漸變慢，坍落度損失加大。主要是因?yàn)殡S著米砂用量的提高，砂子中的粗顆粒增加，混凝土的級(jí)配變好，并且整體的骨料比表面積減小，吸附水量就減小，混凝土的流動(dòng)性就增加了，但是米砂增加到一定程度，砂子中的粗顆粒過多，為保證混凝土狀態(tài)提高砂率后，骨料的總比表面積又開始加大，需水量增加，同時(shí)膠凝材料包裹細(xì)骨料的漿層變薄，流動(dòng)性開始變差。同樣隨著米砂用量的增加，混凝土的 28 天抗壓強(qiáng)度先增加后降低，米砂的摻量在 150～200kg 時(shí)，混凝土的抗壓強(qiáng)度最高，摻量超過200kg 混凝土 28 天抗壓強(qiáng)度開始降低。主要原因是隨著米砂摻量的增加，米砂填充了細(xì)尾礦砂和 5～10mm石子之間的空隙，混凝土越來越密實(shí)，強(qiáng)度也逐漸提高，當(dāng)米砂的用量增加過多時(shí)，砂率加大就會(huì)降低骨料與膠凝材料的粘接，膠凝材料和細(xì)尾礦砂與米砂之間的空隙也會(huì)加大，所以強(qiáng)度開始下降。說明摻入一定量的米砂后，調(diào)整了尾礦砂的級(jí)配，改善了尾礦砂混凝土的密實(shí)度，能夠增加尾礦砂混凝土的流動(dòng)性和 28 天抗壓強(qiáng)度，同時(shí)改善了尾礦砂混凝土容易泌水的現(xiàn)象。

4 米砂在尾礦砂混凝土中使用注意事項(xiàng)

（1）米砂的材質(zhì)宜為石灰石，且需要控制含粉量。少量的石灰石粉能提高混凝土和易性，一般尾礦砂的石粉含量較高，所以要控制米砂石粉含量在 5% 以下。

（2）選擇帶整形工藝的生產(chǎn)石子產(chǎn)生的米砂，這種米砂的粒型較好，針片狀少，更能夠增加混凝土的流動(dòng)性和密實(shí)度。

（3）生產(chǎn)中使用米砂應(yīng)單獨(dú)使用骨料倉搭配，計(jì)量要精確。

（4）搭配的尾礦砂細(xì)度模數(shù)宜為 1.7～2.2 之間，細(xì)度模數(shù)小于 1.7 的尾礦砂與米砂搭配使用會(huì)斷級(jí)配，混凝土的狀態(tài)變差。

（5）米砂的摻量不宜過多，一般單方混凝土摻150～200kg，且需要相應(yīng)增加混凝土的砂率，調(diào)整混凝土和易性。

5 結(jié)論

（1）米砂搭配細(xì)尾礦砂可以調(diào)整砂子的級(jí)配，解決細(xì)尾礦砂粗顆粒不足的問題。

（2）尾礦砂混凝土中摻入適量的米砂，使混凝土更密實(shí)，改善了尾礦砂混凝土容易泌水的問題。

（3）尾礦砂混凝土中摻入適量的米砂能夠改善混凝土的流動(dòng)性，坍落度損失減小。

（4）摻入適量的米砂能夠增加尾礦砂混凝土的密實(shí)度，從而增加混凝土的強(qiáng)度。

（5）由于米砂的價(jià)格比機(jī)制砂便宜，所以尾礦砂混凝土摻入米砂能夠降低混凝土的生產(chǎn)成本。