尾礦添加量對加氣混凝土性能的影響

王之宇 郭家林

（商洛學院化學工程與現代材料學院 陜西商洛 726000）

尾礦添加量對加氣混凝土性能的影響

王之宇 郭家林

（商洛學院化學工程與現代材料學院 陜西商洛 726000）

通過實驗，以金尾礦、石膏、水泥、石灰、鋁粉等為原料，研究金尾礦添加量對加氣混凝土性能的影響。分析認為，不同的配合比，不僅關系到產品的經濟效益，還會對產品的性能有顯著影響。實驗得出能提高尾礦利用率的最優尾礦添加量為64.8%，最佳配比為：金尾礦64.8%、石灰16.2%、水泥14.2%、石膏4.7%、鋁粉0.1%。

金尾礦；加氣混凝土；配合比

我國每年排放的金尾礦大約2450×104t，金屬尾礦綜合利用率平均不到10%，遠遠落后于其他大宗固體廢棄物。金尾礦進行綜合處理，不僅可以避免二次污染，還可以緩解我國經濟發展與保護環境和資源短缺之間的突出矛盾。加氣混凝土是以硅質材料和鈣質材料為主要原料，摻入發泡劑，制成的多孔材料，是集輕質、保溫、施工方便等優點于一身的新型墻體材料。加氣混凝土的性能主要取決于原料和生產工藝，尾礦作為主要成分之一，對加氣混凝土的強度、保溫性等性能有著重要的影響。

1 試驗研究

1.1 原料分析

1.1.1 金尾礦

取自陜西商洛某金尾礦庫，化學成分如表1所示。

表1 金尾礦成分表

1.1.2 石灰

采用市售生石灰，磨細至200目，篩余小于15%，氧化鈣含量為80%。石灰是生產加氣混凝土的主要鈣質材料，它的主要作用是向加氣混凝土提供有效氧化鈣，同時在水熱條件下與尾礦中的SiO2，A12O3發生化學反應，生成水化鋁酸鈣和水化硅酸鈣。

1.1.3 水泥

本次實驗采用市售PC32.5水泥。水泥是加氣混凝土的主要來源，對加氣混凝土的制備影響顯著的因素有水泥的強度、初凝時間、終凝時間等。生氣加氣混凝土所用的水泥初凝時間應在45min至90min。

1.1.4 鋁粉

實驗使用鋁粉作為發泡劑，利用堿溶液與鋁反應生成大量氫氣，推動料漿形成多孔狀態，從而達到隔熱保溫、隔音、質輕的效果。

1.1.5 石膏

石膏的主要化學成分是CaSO4，石膏在加氣混凝土中的作用主要是參加水泥的水化反應，調節水泥的凝結時間。當有石膏存在時，同鋁粉在與水反應時產生的氫氧化鈣發生化學反應，生成水化硫鋁酸鈣。本次實驗采用的石膏的比例為4.7%。

2.2 實驗方案及步驟

本實用共分五組，如表2所示。

表2 實驗方案

3 結果與分析

經測試，五組試樣的抗壓強度分別為：4.43MPa、4.363MPa、4.283MPa、4.353MPa和3.753MPa。抗折強度分別為4.43 MPa、4.36MPa、4.2MPa、4.35MPa和3.75MPa。導熱系數分別為0.19、0.18、0.17、0.12和0.16MPa。

從數據可以看出抗折強度的變化趨勢和抗壓強度近似，第一組試樣的抗折強度達到了最佳，符合國家標準。實驗中，尾礦含量低增加了成本，但是過多則出現了試樣強度很低的現象。

4 結語

4.1 金尾礦加氣混凝土最優尾礦添加量為64.8%。當其比例再增加時，產品的抗壓強度急劇降低。當水泥比例增加時，雖然提高了強度，但其容重也會增大，導熱系數增大，生產成本增加。

4.2 利用陜西商洛地區的金尾礦生產加氣混凝土的最佳配比為：金尾礦64.8%、石灰16.2%、水泥14.2%、石膏4.7%、鋁粉0.1%。

[1]中國加氣混凝土協會.發展中的加氣混凝土工業[J].中國建材報創刊25周年紀念版,2011,(13):1-5.

[2]韓晨,吳焦,劉桃紅.鐵尾礦制備加氣混凝土試驗研究[J].新型建筑材料,2013,40,(11):49-52.

[3]姚志通,李金惠,劉麗麗,等.黃金尾礦的處理及綜合利用[J].中國礦業,2011,(12):52-55.

陜西省商南縣科技計劃項目（SNK2014-1）；陜西省科技統籌創新工程（2012KTDZ02-02-01）；陜西省尾礦資源綜合利用重點實驗室計劃項目（14SKY-FWK02）。