鐵尾礦路緣石的設計與制備技術

麻建鎖 劉永偉

（河北建筑工程學院 張家口 075000）

近些年，隨著我國經濟的快速發展，所需要的資源也隨之劇增，尤其是工業對的礦產資源需求量更是大大增加，這就導致了超負荷開采礦山，進而造成了大量的尾礦堆積。尾礦的堆積，占用了大量的耕地，排出的重金屬、有毒有害物質等對水、土壤造成了嚴重的污染[1]。據不完全統計，截止到2013年底，我國尾礦產生量高達16.49億t，金屬礦采礦廢石總產生量為49.47億t。其中，僅鐵尾礦的產生量就超過8.39 億 t[2]。

國內外多位專家和學者專門針對鐵尾礦進行了系統性的理論研究，一些學者把鐵尾礦作為混凝土的一種組份應用到建筑工程領域。近些年，鐵尾礦在建筑工程中的實際工程應用已經相繼展開，經過了大量工程的實踐檢驗，應用技術日趨成熟[3]。

1 我國鐵尾礦利用現狀

目前，我國鐵尾礦利用率很低，而大多數礦山企業只重視有價金屬的回收，并不能從根本上解決鐵尾礦利用率的問題。鐵尾礦是經選礦后的固體廢料，其非金屬礦物的含量達90%以上。因此，鐵尾礦的整體利用是鐵尾礦利用的根本途徑[4]。

雖然，我國對鐵尾礦綜合利用起步相對較晚，但進展相對較快。近年來，隨著資源保護意識和環境保護意識的不斷增強，一些研究院所、高等院校等單位與礦山企業開始緊密合作，在鐵尾礦中回收有價金屬與非金屬元素、鐵尾礦制作建筑材料等方面已經取得了一些實用性成果[5]。

為了增大鐵尾礦的利用率，把鐵尾礦大量地應用在制備混凝土中是減小尾礦庫存的有效方法之一[6]：①制備混凝土，對鐵尾礦的處理量最大、資源化利用率最高；②混凝土對鐵尾礦質量要求最低，可以將鐵尾礦以合適的比例摻入到混凝土中。這樣不僅有效解決了鐵尾礦的堆放問題，而且還減少了建筑行業對天然資源的索取，降低生產成本，鐵尾礦在混凝土中的應用已然成為一種必然。

2 鐵尾礦路緣石的優化設計

2.1 現階路緣石存在的問題

目前，道路建設中，常見的路緣石一般由橫、豎兩塊緣石分開施工，二者交接處采用水泥砂漿進行連接，兩塊相鄰的路緣石之間的連接，亦是如此。而且，有時候為了保證路緣石的平整度，還需要彈出水平墨線。可見，整個施工過程比較繁瑣，效率低，準確性差。

在路緣石鋪設完成，投入使用一段時間，由于種種原因，比如車輛碰撞、路面變形，難免會造成路緣石連接處縫隙開裂、前傾后仰、高低不平甚至破碎，從而影響美觀和使用。

通常使用的路緣石，在車燈照射下不具有反光的功能，無法起到指示的作用。不可避免地，有車輛與路緣石發生硬碰撞，常常會造成路緣石的損壞，同時可能會對車輛和車上人員造成嚴重的傷害。

2.2 鐵尾礦路緣石的優化設計

為了解決現有的路緣石施工繁瑣、變形破壞嚴重、缺少指示標、存在安全隱患等技術問題，提出一種含標識帶、易拼裝的T型路緣石。

優化后的路緣石，如圖1所示，一種T型路緣石，路緣石主體材料為鐵尾礦混凝土。T型路緣石主體為橫置T型板結構，包括一體成型的豎板1和橫板2。其中，橫板2的上表面與水平路面8的上表面平齊；豎板1的板面平行于水平路面8的延伸方向；豎板1和橫板2的連接處為圓弧過渡3。在沿水平路面8的延伸方向上，豎板1和橫板2的前后兩端沿上分別設有互相嵌合連接的凸面圓弧6和凹面圓弧7；豎板1的頂部嵌有標識帶，標識帶為至少一條塑料帶4，塑料帶4上嵌有熒光帶5，熒光帶5設在朝向水平路面8的一側；標識帶平行于水平路面8的延伸方向。

圖1 T型路緣石

3 鐵尾礦路緣石的制備技術

鐵尾礦路緣石的制備工藝，包括以下步驟：

步驟1：漿料制備。按以下重量份稱量原料：水泥20～22；硅灰4～6；粉煤灰6～9；鐵尾礦粉（粒徑小于0.2mm）12～17；鐵尾礦砂（粒徑在0.5～0.2mm 之間）39～43；減水劑 1.6～2.1；水 9～12；將上述原料混合攪拌均勻獲得漿料。

步驟2：利用步驟1獲得的進行澆筑，養護完成后獲得鐵尾礦路緣石。

步驟3：將制作好的標志帶粘貼在制作好的路緣石上，即可完成新型鐵尾礦路緣石的制備。

4 鐵尾礦路緣石的施工

該鐵尾礦路緣石的大致施工過程如下：如圖1和圖2所示，將水平路面8下的土壤夯實，調整路緣石的橫板2朝向水平路面8，將豎板1未嵌有塑料帶4的一端插入夯實的土壤9內，直到橫板2的下表面與夯實的土壤9接觸、橫板2的上表面與水平路面8的上表面平齊，再用橡膠錘夯實、整平；同樣地，將另一塊相同的路緣石的凸面圓弧6嵌入到前一塊路緣石的凹面圓弧7內，為了更好地連接，可以勾勒少部分的水泥砂漿，進而完成兩塊路緣石的拼接；最后，將豎板1背離水平路面8一側的土壤9夯實，完成路緣石的拼接，達到美觀、安全、實用的效果。

圖2 鐵尾礦路緣石工作示意圖

5 鐵尾礦路緣石的特點

（1）整體性能優良。T型鐵尾礦路緣石將傳統的立緣石和平緣石有機地結合成一個整體，保證了整體的穩定性，有效地減少了傳統立緣石傾斜的現象。

（2）減少應力集中，便于清理。T型鐵尾礦路緣石的橫板和豎板的連接處采用圓弧過渡，不但減少二者連接處的應力集中，而且便于清理聚集連接處的道路垃圾。

（3）施工方便快捷。T型鐵尾礦路緣石在施工時，減少了傳統路緣石立緣石與平緣石分別施工的工序、大大節約了時間；該路緣石的凸面圓弧和凹面圓弧互相配合，施工效率高，安裝準確到位；由于塑料帶位于同一高度，因此不需要現場調整標高，提高了施工的效率和安裝的準確度。

（4）警示效果顯著。T型鐵尾礦路緣石上嵌有的灰色塑料帶與路緣石主體顏色保持一致，不會感覺色差的突兀，還可以緩沖車輛與路緣石的碰撞，起到保護路緣石和車輛的雙重效果。塑料帶上的熒光帶在夜間有車燈照射時，會反射燈光，起到指示標的作用，保證車輛行駛的安全。

6 結論

（1）優化設計了路緣石結構。對于傳統路緣石塊型結構類型進行了優化設計，提出了一種T型路緣石，將傳統的立緣石和平緣石通過圓弧過渡有機地結合成一個整體，達到整體性能優良、施工快捷方便、便于清理、警示效果顯著的特點；

（2）環保效益經濟效益顯著。用工業垃圾鐵尾礦制備路緣石，一方面提高了鐵尾礦利用率，減少了通過開山采石和挖河掘砂等來制備混凝土，拓展了混凝土材料的來源，節約了資源，保護了環境，具有很好的環保效益；另一方面，有效地利用了工業廢棄物，降低路緣石的制作成本，在工程應用中優勢明顯，具有很好的經濟效益，值得大力推廣。

[1]楊國華，郭建文，王建華.尾礦綜合利用現狀調查及其意義[J].礦業工程，2010（1）：55～57.

[2]中國資源綜合利用年度報告（2014）[J].再生資源與循環經濟，2014，10：3～8.

[3]何兆芳，尹萬云，等編著.鐵尾礦砂混凝土應用技術規范[J].中國計劃出版社，2014.

[4]蒲含勇，張應紅.論我國礦產資源的綜合利用[J].礦產綜合利用，2001（4）：19～22.

[5]肖力光，伊晉宏，崔正旭.國內外鐵尾礦的綜合利用現狀[J].吉林建筑工程學院學報，2010，4：22～26.

[6]薛建華.鐵尾礦砂在土木工程建造領域中的再生利用分析研究[D].西安建筑科技大學，2014.