尾礦砂在建筑干混砂漿中的應用研究

　　1、前言

　　發(fā)展建筑干混砂漿是節(jié)約資源、保護環(huán)境、提高建筑工程質(zhì)量、實現(xiàn)文明施工和促進建筑施工現(xiàn)代化的重要技術和經(jīng)濟措施,是實現(xiàn)“綠色奧運、科技奧運、人文奧運”的主要舉措，對建設資源節(jié)約型社會、實現(xiàn)人和自然協(xié)調(diào)發(fā)展將起到積極的作用。各級政府對建筑干混砂漿行業(yè)的發(fā)展高度重視，建筑干混砂漿面臨著歷史上最好的發(fā)展機遇。據(jù)估計，近幾年北京地區(qū)建筑干混砂漿年需求量將達到1000多萬噸。但推廣應用干混砂漿的過程中可能遇到原材料來源、外加劑成本、產(chǎn)品品種、關鍵設備、配送方式、施工技術等諸多問題。這些問題有可能成為制約建筑干混砂漿行業(yè)發(fā)展的主要因素。其中建筑干混砂漿的主要原材料--建筑用砂的來源與價格將成為影響普通干混砂漿推廣應用的關鍵因素之一。北京的建筑開工面積居全國之首，但天然砂資源卻極度匱乏，周邊地區(qū)開采與運輸成本也在迅速攀升。尾礦砂是在采礦和選礦過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，被隨意排放，對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的污染。因此，用尾礦砂替代天砂，對解決建筑干混砂漿的原材料來源和成本，對低成本普通建筑干混砂漿的推廣應用，具有重要的意義。

　　2、尾礦砂的級配研究

　　尾礦砂的級配是衡量其質(zhì)量的一項重要指標，級配是否合理將直接影響所配制砂漿的強度、和易性等各項性能。本試驗對北京周邊幾家比較典型的尾礦砂進行了篩分實驗，其篩分曲線見圖1。圖1中的標準曲線是最適宜的顆粒度分布曲線。從圖中可以清楚的看到，恒坤砂與密云砂的級配曲線與標準曲線較為接近，這說明這兩種砂的級配較為合理。而相比之下，南莊的兩種砂級配就要差一些。南莊2號與3號兩種砂的篩余曲線均處于標準曲線上方的位置，表明其級配中粗顆粒含量較多。使用這樣的尾礦砂時，需要用其他材料對其級配進行調(diào)整，保證所配制砂漿顆粒級配的合理性。此外，尾礦砂中粒徑小于0.08mm的石粉較多，但其與天然砂中所含的泥成分不同，在使用中所起的作用也不同。天然砂中的泥對砂漿是有害的，要嚴格控制其含量；而尾礦砂中的石粉對砂漿的和易性是有利的，它的摻入有益于提高砂漿的和易性和密實性。

　　圖1 幾種尾礦砂的篩分曲線

　　3、尾礦砂配制干混砂漿基本性能研究

　　3.1 保水率

　　保水率是影響砂漿開裂、空鼓的主要因素之一。砂漿保水率低，砂漿的失水的速度加快，會使施工性變差，嚴重時會使砂漿中的膠凝材料不能充分水化，收縮率變大，導致強度、特別是砂漿硬化體與基層之間的界面強度變低，造成砂漿開裂、空鼓。砂漿具有適宜的保水性能，既可有效地改善砂漿的施工性，又可使砂漿中的水份不易被基層吸走，保證水泥的充分水化。

　　為了弄清尾礦砂對干混砂漿保水率是否具有不利的影響，試驗對不同配比干混砂漿樣品，用真空抽濾法進行保水率測定試驗，抽濾壓差400mmHg。編號1、2、6、7為工地用天然中砂，其余編號3、8恒坤砂，4、9為密云啥，5、10為南莊砂。保水率測定結(jié)果見表1。

　表1    不同配比干混砂漿的保水率

　　由表1可看出，利用尾礦砂配制的10個樣品的干混砂漿其保水率多數(shù)都在80％以上，特別是6#－10#這5個配比的砂漿保水率都在95％以上。這說明利用尾礦砂配制干混砂漿并不會對砂漿的保水率造成不利的影響，甚至應用尾礦砂的保水率還要高于天然砂。不同的用尾礦砂保水率有所不同，細顆粒含量高的保水率高。隨抽濾時間的延長保水率有降低，天然砂降低明顯，尾礦砂略有降低。

　　3.2 抗壓強度

　　用尾礦砂等量替代天然砂分別配制砌筑砂漿、抹灰砂漿和地面砂漿，其中1#、5#、9#配比為工地用天然砂，2#、6#、10#為門頭溝恒坤砂，3#、7#、11#為南莊砂，4#、8#、12#為密云砂。試驗結(jié)果如表2所示。

　　由表2可以看出，用尾礦砂全部替代天然砂，砂漿稠度略有增加；分層度基本不變；保水率變化不大，初凝和終凝時間略有加快。28天抗壓強度略高于天然砂。

表2  不同配比砂漿的性能表

　　3.3 粘結(jié)強度

　　粘結(jié)強度是砌筑砂漿保證砌體強度、抹灰砂漿不空鼓、開裂的重要指標。用不同強度等級的建筑干混砂漿產(chǎn)品在標準混凝土塊上進行28天拉伸強度試驗，試驗結(jié)果如表3所示。

　　由表3可看出，用尾礦砂配制的建筑干混砂漿與試驗基材具有很好的粘結(jié)性能，試驗破壞面均發(fā)生在砂漿硬化體上。不同的強度等級表現(xiàn)出不同的粘結(jié)強度值。強度等級增加，粘結(jié)強度也隨之增加。

　　表3  粘結(jié)強度及破壞形式

　　注：砂漿－砂漿層破壞；基材－粘結(jié)基層破壞；脫落－砂漿與基材界面脫落。

　　3.4 耐凍融性

　　用尾礦砂替代天然砂配制的不同強度等級的干混砂漿樣品，進行凍融試驗，試驗按照《建筑砂漿基本性能試驗方法》所規(guī)定的進行，試驗結(jié)果見表4。

　　表4  不同配比砂漿凍融試驗結(jié)果

　　如表4所示，用尾礦砂配制的不同強度等級的砂漿其凍融后的強度損失率都小于25％，滿足建筑砂漿基本性能標準的要求，砂漿的耐凍融性能是完全合格的。這表明用尾礦砂來替代天然砂配制砂漿，并不會對砂漿的耐凍融性造成不利的影響。

　　4.結(jié)論

　　1）試驗用尾礦砂具有較好的顆粒級配組成，顆粒分布曲線接近標準曲線，顆粒組成優(yōu)于一般天然砂。

　　2）用尾礦砂全部替代天然砂配制的普通砌筑砂漿、普通抹灰砂漿和普通地面砂漿的基本性能指標高于用天然砂配制的砂漿指標，可以配制出不同強度等級的普通干混砂漿產(chǎn)品。

　　3）用尾礦砂代替天然砂生產(chǎn)建筑干混砂漿，符合資源綜合利用和環(huán)境保護政策，符合建設資源節(jié)約型社會要求，具有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，對推動建筑干混砂漿行業(yè)快速、健康發(fā)展具有積極意義。

　　參考文獻

　　[1]  北京市建設委員會，DBJ/T01-73-2003《干拌砂漿應用技術規(guī)程》。

　　[2]  中國干混砂漿委員會，2004年中國國際建筑干混砂漿生產(chǎn)應用技術研討會論文集。

　　[3]  北京市建筑材料科學研究院，北京市建筑干混砂漿綜合技術及質(zhì)量控制體系的研究。