尾礦骨料混凝土與天然骨料混凝土早期抗裂性能對(duì)比試驗(yàn)研究

馮冀平

摘 要：承德地區(qū)尾礦工業(yè)廢料數(shù)量約占全國(guó)的1/17，而為存置尾礦廢料建立尾礦壩需耗費(fèi)大量的資源，與此同時(shí)尾礦壩也成為承德地區(qū)重大危險(xiǎn)源。尾礦廢料已成為承德地區(qū)一大急需解決的治理難題，如何將工業(yè)尾礦廢料變廢為寶應(yīng)用在工業(yè)與民用建筑中產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益是我們這次研究的主要方向，天然骨料混凝土與尾礦混凝土早期抗裂性能的對(duì)比試驗(yàn)研究是我們這次的課題。

關(guān)鍵詞：尾礦骨料 早期抗裂 混凝土

中圖分類號(hào)：TU528 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）04（c）-0037-05

1 試驗(yàn)原材料及試驗(yàn)儀器

1.1 主要原材料

（1）水泥選用唐山冀東生產(chǎn)的冀東po42.5水泥，具體指標(biāo)如表1所示。

（2）礦粉選用承德平安建材生產(chǎn)的s95級(jí)，具體指標(biāo)如表2所示。

（3）粉煤灰選用灤電生產(chǎn)的二級(jí)粉煤灰，具體指標(biāo)如表3所示。

（4）細(xì)骨料選用承德黑山鐵礦生產(chǎn)的尾礦中砂和細(xì)砂，天然砂選用六溝中河砂，具體指標(biāo)如表4所示。

（5）粗骨料選用承德黑山鐵礦生產(chǎn)的5～25 mm尾礦碎石，具體指標(biāo)如表5所示。

1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器

主要實(shí)驗(yàn)儀器如圖1、圖2、表6所示。

2 試驗(yàn)研究方法

2.1 配合比設(shè)計(jì)

參找《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.1.1 配合比設(shè)計(jì)參數(shù)

水膠比：0.38，礦物摻合料取代比率：28%，砂率：45%。

2.1.2 最終確定基準(zhǔn)配合比

其余配合比按基準(zhǔn)配合比進(jìn)行調(diào)整如表7所示。

2.2 評(píng)定依據(jù)

依據(jù)《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)混凝土早期抗裂性能劃分為5級(jí)。

1級(jí)大于等于1000 mm2/m2。

2級(jí)大于等于700 mm2/m2小于1000 mm2/m2。

3級(jí)大于等于400 mm2/m2小于700 mm2/m2。

4級(jí)大于等于100 mm2/m2小于400 mm2/m2。

5級(jí)小于100 mm2/m2。

3 試驗(yàn)方法

3.1 試驗(yàn)條件

參照《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》第九章進(jìn)行，試驗(yàn)在環(huán)境溫度在20 ℃，環(huán)境濕度60%恒溫恒濕封閉環(huán)境中進(jìn)行。

3.2 試驗(yàn)步驟

（1）將拌合物澆筑至早期抗裂模具中，并用振動(dòng)臺(tái)振實(shí)。

（2）用抹子抹平。

（3）試件成型30 min后，調(diào)節(jié)風(fēng)扇風(fēng)速保證至中心點(diǎn)表面正上方100 mm處風(fēng)速不低于5 m/s，風(fēng)向平行于裂縫誘導(dǎo)器和試件表面。

（4）在24 h后觀察并用40倍放大鏡測(cè)讀裂縫寬度，鋼直尺測(cè)讀長(zhǎng)度，并計(jì)算。

4 實(shí)驗(yàn)方案明細(xì)

（1）釩鈦尾礦中砂、單一磁尾礦中砂與天然中砂混凝土早期抗裂性能對(duì)比試驗(yàn)。

（2）不同摻量鐵尾礦中砂與天然中砂混合與天然中砂混凝土早期抗裂性能對(duì)比試驗(yàn)。

（3）鐵尾礦細(xì)砂與天然粗砂按一定比例組成混合中砂與天然中砂混凝土早期抗裂性能對(duì)比試驗(yàn)。

（4）不摻加外加劑與摻加外加劑的天然骨料混凝土早期抗裂實(shí)驗(yàn)。

（5）不摻加外加劑與摻加外加劑的尾礦骨料混凝土早期抗裂實(shí)驗(yàn)。

5 試驗(yàn)用配合比及數(shù)據(jù)分析

5.1 第一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案混凝土配合比

第一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案混凝土配合比見表8。

5.2 第一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案結(jié)果

由第一項(xiàng)實(shí)施方案結(jié)果分析，天然中河砂的開裂面積最小屬4級(jí)，釩鈦尾礦砂的開裂面積最大屬3級(jí)（見表9）。

5.3 第二項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案混凝土配合比

第二項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案混凝土配合比見表10。

5.4 第二項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案結(jié)果

從以上結(jié)果看出不同摻量的尾礦中砂混凝土開裂面積在200～500 mm2/m2屬于3、4級(jí)見表11。

5.5 第三項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案混凝土配合比

第三項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案混凝土配合比見表12。

5.6 第三項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案結(jié)果

從以上結(jié)果可以看出不同摻量尾礦細(xì)砂混凝土開裂面積在200～400 mm2/m2屬于4級(jí)（見表3）。

5.7 第四項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案混凝土配合比

第四項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案混凝土配合比見表14。

5.8 第四項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案結(jié)果

從上述結(jié)果看出摻加外加劑的天然骨料混凝土開裂面積較小屬于4級(jí)，不摻外加劑的的天然骨料混凝土開裂面積較大屬于3級(jí)見表15。

5.9 第五項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案混凝土配合

第五項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案混凝土配合比見表16。

5.10 第五項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案結(jié)果

從上述結(jié)果看出不摻加外加劑的天然骨料混凝土開裂面積較大屬2級(jí)，摻加外加劑的天然骨料混凝土屬3級(jí)見表17。

6 結(jié)論

（1）尾礦骨料混凝土與天然骨料混凝土早期抗裂性能對(duì)比無明顯規(guī)律。

（2）混凝土早期抗裂性能受配合比、水膠比、坍落度、環(huán)境溫濕度、風(fēng)速等因素影響較大。

（3）尾礦骨料混凝土在早期抗裂這一性能上不影響其應(yīng)用。