尾礦骨料混凝土與天然骨料混凝土早期抗裂性能對比試驗研究

馮冀平

摘 要：承德地區尾礦工業廢料數量約占全國的1/17，而為存置尾礦廢料建立尾礦壩需耗費大量的資源，與此同時尾礦壩也成為承德地區重大危險源。尾礦廢料已成為承德地區一大急需解決的治理難題，如何將工業尾礦廢料變廢為寶應用在工業與民用建筑中產生巨大的社會效益、經濟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比試驗研究是我們這次的課題。

關鍵詞：尾礦骨料 早期抗裂 混凝土

中圖分類號：TU528 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（c）-0037-05

1 試驗原材料及試驗儀器

1.1 主要原材料

（1）水泥選用唐山冀東生產的冀東po42.5水泥，具體指標如表1所示。

（2）礦粉選用承德平安建材生產的s95級，具體指標如表2所示。

（3）粉煤灰選用灤電生產的二級粉煤灰，具體指標如表3所示。

（4）細骨料選用承德黑山鐵礦生產的尾礦中砂和細砂，天然砂選用六溝中河砂，具體指標如表4所示。

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

1.2 主要實驗儀器

主要實驗儀器如圖1、圖2、表6所示。

2 試驗研究方法

2.1 配合比設計

參找《普通混凝土配合比設計規程》進行設計。

2.1.1 配合比設計參數

水膠比：0.38，礦物摻合料取代比率：28%，砂率：45%。

2.1.2 最終確定基準配合比

其余配合比按基準配合比進行調整如表7所示。

2.2 評定依據

依據《混凝土質量控制標準》對混凝土早期抗裂性能劃分為5級。

1級大于等于1000 mm2/m2。

2級大于等于700 mm2/m2小于1000 mm2/m2。

3級大于等于400 mm2/m2小于700 mm2/m2。

4級大于等于100 mm2/m2小于400 mm2/m2。

5級小于100 mm2/m2。

3 試驗方法

3.1 試驗條件

參照《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》第九章進行，試驗在環境溫度在20 ℃，環境濕度60%恒溫恒濕封閉環境中進行。

3.2 試驗步驟

（1）將拌合物澆筑至早期抗裂模具中，并用振動臺振實。

（2）用抹子抹平。

（3）試件成型30 min后，調節風扇風速保證至中心點表面正上方100 mm處風速不低于5 m/s，風向平行于裂縫誘導器和試件表面。

（4）在24 h后觀察并用40倍放大鏡測讀裂縫寬度，鋼直尺測讀長度，并計算。

4 實驗方案明細

（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比試驗。

（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比試驗。

（3）鐵尾礦細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比試驗。

（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驗。

（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驗。

5 試驗用配合比及數據分析

5.1 第一項實驗方案混凝土配合比

第一項實驗方案混凝土配合比見表8。

5.2 第一項實驗方案結果

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

5.3 第二項實驗方案混凝土配合比

第二項實驗方案混凝土配合比見表10。

5.4 第二項實驗方案結果

從以上結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級見表11。

5.5 第三項實驗方案混凝土配合比

第三項實驗方案混凝土配合比見表12。

5.6 第三項實驗方案結果

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

5.7 第四項實驗方案混凝土配合比

第四項實驗方案混凝土配合比見表14。

5.8 第四項實驗方案結果

從上述結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，不摻外加劑的的天然骨料混凝土開裂面積較大屬于3級見表15。

5.9 第五項實驗方案混凝土配合

第五項實驗方案混凝土配合比見表16。

5.10 第五項實驗方案結果

從上述結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，摻加外加劑的天然骨料混凝土屬3級見表17。

6 結論

（1）尾礦骨料混凝土與天然骨料混凝土早期抗裂性能對比無明顯規律。

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

（3）尾礦骨料混凝土在早期抗裂這一性能上不影響其應用。