焙烧尾矿渣制备抹灰砂浆试验研究_张鹤.pdf

第卷第期水 利 科 学 与 寒 区 工 程 ，年月 ，张鹤译焙烧尾矿渣制备抹灰砂浆试验研究水利科学与寒区工程，（）：焙烧尾矿渣制备抹灰砂浆试验研究张鹤译（辽宁省建设科学研究院有限责任公司，辽宁 沈阳 ）摘要：试验以焙烧尾矿渣充当细骨料，加入矿粉、粉煤灰、水泥及纤维素醚等原材料制备抹灰砂浆，通过对焙烧尾矿渣掺量、尾矿渣粒径级配比、水泥掺量，选取 （）正交试验进行研究。研究结果表明：焙烧尾矿渣充当骨料作为机制砂是影响力学性能的主要因素，掺量的铁合金炉渣，颗粒级配粗细为，水泥掺量为，可以制得凝结时间 ，保水率 ，、抗压强度 ，拉伸黏结强度 的抹灰砂浆。关键词：焙烧尾矿渣；保水率；抗压强度；矿粉中图分类号：文献标志码：文章编号：（）收稿日期：作者简介：张鹤译（），男，辽宁沈阳人，高级工程师，研究方向为结构与土木工程材料。：。生产干混砂浆的主要原材料包括：胶凝材料、掺合料、骨料、外加剂等。胶凝材料一般指的是水泥、建筑石膏、建筑消石灰等；掺合料种类有粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、石灰粉等；骨料分天然砂和人工机制砂。目前生产干混砂浆的骨料大多是天然砂。但是天然砂是一种不可再生资源，随着国家基础设施建设的日益扩大，在我国很多地区出现了天然砂资源短缺，甚至无天然砂的状况，从而影响工程建设的进度。据统计，我国铁尾矿排放量超过 亿，仅有少部分得到有效利用，而剩余大部分铁尾矿只能进行堆积，导致环境污染、资源浪费和水体污染等。目前，铁尾矿的综合利用领域主要集中在尾矿再选、生产建筑材料、充填矿山采空区和土地复垦等方面。本试验应用焙烧尾矿渣充当骨料，对其掺量、级配与水泥掺量进行优化试验，对稠度、凝结时间、保水率以及力学性能进行研究，确定焙烧尾矿渣制备抹灰砂浆的掺量与级配。试验方案 试验原材料沈阳冀东水泥有限公司的 普通硅酸盐水泥；辽宁铁岭电厂的级粉煤灰；宝山尾矿的焙烧尾矿渣；上海三瑞的粉体聚羧酸减水剂；沈阳化工的纤维素醚；武汉三源特种建材有限公司的膨胀剂；河南恒旺新材料有限公司的矿粉。水泥、粉煤灰、矿粉化学成分见表，焙烧尾矿渣矿物组成见表，焙烧尾矿渣射线分析结果见图。表水泥、粉煤灰、矿粉化学成分组分各物质含量 水泥粉煤灰矿粉 表焙烧尾矿渣矿物组成成分含量成分含量成分含量 烧失量 图焙烧尾矿渣 射线分析结果 试验配比按照试验方案配制 砂浆，水胶比 ，减水剂掺量，膨胀剂掺量，矿粉，粉煤灰，纤维素醚 。试验方案设计对焙烧尾矿渣掺量，焙烧尾矿渣粒径级 配，水泥掺量进行（）正交试验，焙烧尾矿渣作为骨料，其颗粒粒径为粗粒径 ，细粒径 。将配好原料放入砂浆搅拌机中搅拌 ，测试其稠度、凝结时间、保水率，然后在 试模中成型，在规定的龄期内测试其力学性能，因素水平表见表，正交试验设计方案见表。表因素水平水平因素：因素：因素：焙烧尾矿渣粗粒径细粒径水泥 表正交试验方案焙烧尾矿渣粗粒径细粒径水泥掺量 性能测试按照 预拌砂浆（）中的方法测定。测试结果与分析物理力学性能试验结果如表所示，极差值如表所示。表物理力学性能稠度凝结时间 保水率强度 强度 拉伸黏结强度 表极差值极差稠度凝结时间 保水率抗压强度 抗压强度 拉伸黏结强度（焙烧尾矿渣掺量）（级配比例）（水泥掺量）物理试验结果分析由表、图 可知，影响稠度因素排序，虽然焙烧尾矿渣掺量的增加而稠度增大，但随着焙烧尾矿渣颗粒级配的改变稠度值减小，通过极差分析颗粒级配对稠度的影响较大，说明焙烧尾矿渣掺量增加对稠度增大有明显效果，但细粒径少粗粒径多时级配比合理，也导致了稠度减小流动性不好，水泥掺量降低对稠度的影响不大。通过组试验结果，稠度值都符合标准要求，但作为 抹灰 砂 浆 浆 体 流动 性 过 大 过 小 都 不 利 于第期张鹤译焙烧尾矿渣制备抹灰砂浆试验研究施工。图稠度试验结果曲线由表、图可知，影响凝结时间因素排序，说明水泥掺量的多少是影响凝结时间的主要因素，骨料吸水量和水胶比一定的情况下，水泥掺量越多水化用水量不足凝结时间加快，水泥掺量越少水化用水量充足，存在多余水量浆体越稀凝结时间越慢；焙烧尾矿渣掺量越多，浆体稠度越大凝结时间越快；级配粗粒径占比大，级配不好导致浆体和易性不好，损失越快凝结时间越快。图凝结时间试验结果曲线由表、图可知，影响保水率因素排序，焙烧尾矿渣掺量增加，级配改变，保水率都呈下降趋势，说明焙烧尾矿渣掺量越大，吸水量也越大，浆体流动性越差保水率下降，同样级配的改变也影响浆体流动性，也会导致保水率下降；水泥掺量多少是影响保水率的主要因素，掺量降低，减水剂掺量不变，减水剂与水泥比增大，水化反应减慢的作用下，保水率提高。图保水率试验结果曲线 力学性能试验分析由表、图、图可知，影响、抗压强度的因素排序，焙烧尾矿渣掺量增加和粗粒径占比增大、天抗压强度呈增大趋势，说明焙烧尾矿渣作为骨料掺量越大，以及粗粒径占比越大，对抹灰砂浆 抗压强度提高越明显，图抗压强度曲线反之水泥掺量越小，抗压强度越小，这是因为水泥产量不够导致的强度不够。由表、图可知，影响 拉伸黏结强度的因素排序，从对于起到好的性能结果影响来看，粒径级配中粗粒径占比较多，拉伸黏结强度呈提高趋势，说明合理的级配可以改善抹灰砂浆的拉伸黏结性能；焙烧尾矿渣掺量的增加 拉伸黏结强度先增大后减小，说明但并不一定掺量越大，其力学性能越好，力学性能既需要适当掺量也需要级配合理；水泥掺量减少，拉伸黏结强度总体呈增大趋势，说明水泥掺量过大，成型后试块脆性越大不利于拉伸黏结强度，因此合理水泥掺量也水 利 科 学 与 寒 区 工 程第卷图 抗压强度曲线图 拉伸黏结强度曲线是提高抹灰砂浆的重要因素。综上所述，组试验结果可以看出，稠度值、凝结时间、保水率、力学性能指标均符合标准要求，因此考虑力学性能作为主要考核指标。通过组试验结果极差分析，掺量的焙烧尾矿渣、粗细粒径比为、水泥掺量 影响力学性能最优，因此第六组以方案 为配比制备的试样，其、抗压强度 、，拉伸黏结强度 力学指标较优，其他物理性能满足标准要求。结论（）应用焙烧尾矿渣充当骨料制备抹灰砂浆，随着掺量的增加对于提高抗压强度改善明显。（）应用焙烧尾矿渣充当骨料砂制备抹灰砂浆，其中粗粒径与细粒径比为时，可以提高 拉伸黏结强度，改善浆体和易性。（）制备抹灰砂浆时，水泥掺量是影响凝结时间、保水率的主要因素。（）水泥掺量，焙烧尾矿渣掺量，粗细比为，水胶比 ，减水剂掺量，膨胀剂掺量 ，矿粉，粉煤灰，纤维素醚 ，可配制稠度，凝结时间 ，保水率 ，抗压强度 ，抗压强度 ，拉伸黏结强度 的抹灰砂浆。参考文献：程丽红，董焕焕，梁炯丰，等再生砂水泥砂浆力学性能试验研究混凝土，（）：王琦，刘世权，侯宪钦无机非金属材料工艺学北京：中国建材工业出版社，王培铭，吴科如商品砂浆中国建材，（）：，巫美华普通干混砂浆相对于传统砂浆的优点广东建材，（）：段鹏选，张增寿，岳怀云普通干混砂浆产品关键原材料现状分析新材料产业，（）：王培铭，张国防工业固体废弃物在干混砂浆中应用的研究进展混凝土，（）：第期张鹤译焙烧尾矿渣制备抹灰砂浆试验研究