米砂在尾礦砂混凝土中的應用

陳強，劉昭

（滄州金巖建材集團有限公司，河北 滄州 061000）

0 引言

隨著國家鼓勵使用固體廢棄物作為骨料用于生產混凝土，尾礦砂在混凝土中的應用越來越廣泛，但大多數尾礦砂的細度模度都較小，基本上都在 2.0 以下，1.25mm 以上的顆粒比較少，尾礦砂的級配較差，所以一般尾礦砂細砂會搭配部分粗機制砂使用。但機制砂的石粉和尾礦砂的石粉含量都較高，搭配使用含粉量增高，混凝土容易發粘。生產石子時產生的 5mm 以下的石屑經過除粉處理，產生的含粉量在 5.0% 以下，以1.25mm 以上到 5.0mm 的顆粒居多的顆粒，我們稱之為“米砂”。由于是生產石子的副產品，價格比機制砂要便宜，一般用于生產瀝青混凝土。本文研究摻入適量米砂來調整尾礦砂的級配，填充細尾礦砂和石子之間的空隙，從而改善尾礦砂混凝土的狀態，提高尾礦砂混凝土的強度。

1 原材料的選擇

（1）水泥為靈壽金隅冀東 P·O42.5 水泥，3 天水泥抗壓強度為 32.1MPa，28 天水泥抗壓強度為 56.3MPa，標稠用水量 27.3%。

（2）礦粉是滄州黃驊港世鑫 S95 級礦粉，比表面積 407m2/kg，7d 活性 85%，28d 活性 103%。

（3）粉煤灰為滄州華潤電廠 F 類 Ⅱ 級粉煤灰，燒失量 0.8%，細度 19%，需水量比 98%。

（4）細骨料為唐山遷安首鋼的尾礦砂細砂和邯鄲涉縣生產的米砂。尾礦砂的細度模數 1.9，MB 值 0.7，石粉含量 3.8%；米砂材質為石灰石，含粉量 3.1%；尾礦砂和米砂的顆粒級配見表 1。

表1 尾礦砂和“米砂”的級配

（5）粗骨料為唐山遷安首鋼的 5～25mm 連續級配尾礦骨料，含泥量 0.3%，針片狀含量 4%，壓碎指標8.5%。

（6）外加劑采用滄州金巖建材集團生產的高性能聚羧酸減水劑，減水率 31%，固含量 9.8%。

2 試驗方法

C30 和 C35 的混凝土中分別摻入不同量的米砂，單方混凝土從不摻到摻加 300kg，依次增加 50kg 米砂，加入米砂后，由于砂的細度模數增加，需要相應調整混凝土的砂率，每增加 50kg 的米砂，減 25kg 細尾礦砂和25kg 石子，對比混凝土的性能。C30 和 C35 的尾礦砂混凝土基準配合比見表 2。

表2 C30 和 C35 基準配合比 kg/m3

3 試驗結果與分析

不同米砂摻量對 C30 和 C35 的尾礦砂混凝土的狀態和強度的影響見表 3。

表3 不同摻量米砂對混凝土的影響

試驗結果表明，隨著米砂用量的增加，混凝土的流動性先增加后減小，泌水情況逐漸減輕，當米砂用量在 150～200kg 時，混凝土的流動性最好，米砂的用量超過 200kg 時，混凝土的流速逐漸變慢，坍落度損失加大。主要是因為隨著米砂用量的提高，砂子中的粗顆粒增加，混凝土的級配變好，并且整體的骨料比表面積減小，吸附水量就減小，混凝土的流動性就增加了，但是米砂增加到一定程度，砂子中的粗顆粒過多，為保證混凝土狀態提高砂率后，骨料的總比表面積又開始加大，需水量增加，同時膠凝材料包裹細骨料的漿層變薄，流動性開始變差。同樣隨著米砂用量的增加，混凝土的 28 天抗壓強度先增加后降低，米砂的摻量在 150～200kg 時，混凝土的抗壓強度最高，摻量超過200kg 混凝土 28 天抗壓強度開始降低。主要原因是隨著米砂摻量的增加，米砂填充了細尾礦砂和 5～10mm石子之間的空隙，混凝土越來越密實，強度也逐漸提高，當米砂的用量增加過多時，砂率加大就會降低骨料與膠凝材料的粘接，膠凝材料和細尾礦砂與米砂之間的空隙也會加大，所以強度開始下降。說明摻入一定量的米砂后，調整了尾礦砂的級配，改善了尾礦砂混凝土的密實度，能夠增加尾礦砂混凝土的流動性和 28 天抗壓強度，同時改善了尾礦砂混凝土容易泌水的現象。

4 米砂在尾礦砂混凝土中使用注意事項

（1）米砂的材質宜為石灰石，且需要控制含粉量。少量的石灰石粉能提高混凝土和易性，一般尾礦砂的石粉含量較高，所以要控制米砂石粉含量在 5% 以下。

（2）選擇帶整形工藝的生產石子產生的米砂，這種米砂的粒型較好，針片狀少，更能夠增加混凝土的流動性和密實度。

（3）生產中使用米砂應單獨使用骨料倉搭配，計量要精確。

（4）搭配的尾礦砂細度模數宜為 1.7～2.2 之間，細度模數小于 1.7 的尾礦砂與米砂搭配使用會斷級配，混凝土的狀態變差。

（5）米砂的摻量不宜過多，一般單方混凝土摻150～200kg，且需要相應增加混凝土的砂率，調整混凝土和易性。

5 結論

（1）米砂搭配細尾礦砂可以調整砂子的級配，解決細尾礦砂粗顆粒不足的問題。

（2）尾礦砂混凝土中摻入適量的米砂，使混凝土更密實，改善了尾礦砂混凝土容易泌水的問題。

（3）尾礦砂混凝土中摻入適量的米砂能夠改善混凝土的流動性，坍落度損失減小。

（4）摻入適量的米砂能夠增加尾礦砂混凝土的密實度，從而增加混凝土的強度。

（5）由于米砂的價格比機制砂便宜，所以尾礦砂混凝土摻入米砂能夠降低混凝土的生產成本。