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铜尾矿粉透水混凝土功能研讨

LadBrokes中文网网  来历:成弘建  作者:谢建斌  2019/6/19 9:18:50  我要投稿  
所属频道: 水处理  要害词:铜尾矿粉 尾矿废料 海绵城市

LadBrokes中文网网讯:摘要:选矿进程中发生的尾矿废料很多堆积不只会发生尾矿坝失稳问题,还会构成严峻的环境污染。搜集云南省某铜尾矿坝中铜尾矿砂,将铜尾矿砂别离作为细骨料和磨细后的铜尾矿粉,掺入到透水混凝土中对其进行功能研讨。成果表明:铜尾矿砂作为细骨料掺入透水混凝土时跟着掺量的添加透水系数减小,当掺量为5%时较为适宜;当用磨细铜尾矿粉作为矿藏掺合料等量代替水泥胶凝资料时,掺量为5%时28、60 d 透水水泥混凝土立方体抗压强度到达最大,但跟着掺量继续添加强度逐步减小需求协作粉煤灰的复掺。

导言

在我国选矿进程中每年将发生上亿吨的尾矿废料,可是尾矿的使用率较低。构成了尾矿堆积,尾矿坝的不稳定和环境污染等次生灾祸。透水混凝土作为近几年国家大力推广的“海绵城市”建造中路面铺装资料的“主力军”,为高密度的硬化路面不能对地下水进行天然补给,供应了切实可行的解决计划。透水混凝土是一种环境友好型路面铺装结构,除了能够使用本身贯穿孔隙使天然降水对地下水进行补给,还能削减雨天路面积水,削减太阳热辐射的反射缓解“热岛效应”,而且大孔隙透水混凝土结构还能够作为植生混凝土用于护坡工程等。

本研讨结合铜尾矿砂再使用和“海绵城市”透水混凝土两个环保体裁,搜集云南省玉溪市某铜尾矿库铜尾矿砂。研讨铜尾矿砂和铜尾矿粉别离作为细骨料和矿藏掺合料在透水混凝土中的使用。

1 原资料与实验

1.1 原资料

实验所用铜尾矿砂来自云南省玉溪市某尾矿库见图1,铜尾矿砂密度为2.97 g/cm3,铜尾矿砂颗粒级配见表1,细度模数为3.4;将铜尾矿砂投入到小型球磨机SMΦ500×500 mm磨粉见图1,磨细铜尾矿粉密度为3.03 g/cm3,用勃氏比表面积仪测得磨细铜尾矿粉比表面积为680 m2/kg,其间铜尾矿粉的化学成分见表2;水泥:拉法基(红河)水泥有限公司出产的P·O 42.5 级水泥,其物理功能方针如表3;粗骨料为机轧碎石,粒径规划为5~10 mm,契合GB/T 14685—2011《建造用碎石卵石》要求;粉煤灰:I 级F 类;减水剂:云南瑞通减水剂有限公司出产的聚羧酸高效减水剂,减水率30%,最佳掺量为0.8%;水:自来水。

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1.2 实验办法

测验铜尾矿粉透水混凝土的立方体抗压强度和抗折强度。制造150 mm 的立方体规范试件进行抗压强度实验,制造边长为150 mm×150 mm×550 mm 的规范试件进行抗折实验。实验办法和试件规范维护严格执行GB/T 50081—2002《一般混凝土力学功能实验办法规范》。透水系数的检测和接连孔隙率的测定严格执行CJJ/T 135—2009《透水水泥混凝土路面技能规程》,详细进程不再转述。

2 实验协作比规划

透水混凝土从微观上时由骨料、胶凝资料和气体3 项组分构成,为了满意透水混凝土由必定的透水性,协作比规划时需求预留出必定的空地,透水混凝土的内部的孔隙率首要取决于骨料严密堆积下间的空地和胶凝资料的填充程度,而且在透水混凝土协作比规划时要严格操控水灰比,水灰比过小,骨料间不能构成很好的黏结强度且水泥水化缺少,水灰比过大,流动性较大的浆液在施工和成型时会发生沉浆现象下降了透水混凝土的透水性。经过查阅前人的研讨[1-3]可知,影响透水混凝土的强度的首要因素,为骨料粒径和水灰比,骨料的粒径越大,导致骨料间的触摸点削减,其损坏首要由水泥石操控,不能充分发挥骨料的强度。本实验选用5~10 mm 的粗骨料,水灰比操控在0.25~0.35 之间。

因为透水混凝土需求的操控方针较一般密实混凝土多,现在国内外还没有关于透水混凝土协作比规划公认的办法,CJJ/T 135—2009《透水水泥混凝土路面技能规程》中引荐的透水混凝土规划办法与体积法相似是以规划孔隙为首要规划方针,也有学者经过使用人工神经网络的办法对透水混凝土强度、孔隙率、透水系数等方针进行非线性的规划而且建立了猜测模型[4],可是因为网络练习实验样本差异数量较少缺少代表性。因而,在透水混凝土协作比规划时均需求根据实践情况进行试配调整。本次实验协作比规划选用体积法进行规划,以规划孔隙率为P=15%为规划操控方针,确保实践孔隙率在P=(15±2)%内,研讨铜尾矿粉透水混凝土抗压强度、抗折强度、透水系数功能。实验铜尾矿粉透水混凝土协作比见表4。

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本实验研讨分为四项:

(1)将铜尾矿砂作为细骨料等量代替粗骨料按3个掺量掺入透水混凝土。

(2)将磨细后的铜尾矿粉作为矿藏掺合料等量代替水泥,研讨铜尾矿粉的活性和微集料效应。

(3)复掺粉煤灰和铜尾矿粉,按不同份额等量代替水泥,改性透水混凝土。

(4)总结前述实验,将每组实验作用较好的掺量选入协作比,并进行优化实验。

3 实验成果及剖析

3.1 掺铜尾矿砂

实验别离掺入5%、10%、15%份额的铜尾矿砂,并以0掺量的S-0 为实验的基准对照组。

由表5 可知,跟着铜尾矿砂的掺入量的添加透水系数逐步下降,抗压抗折强度在掺量为15%时均较其他组均有显着进步,但透水系数下降较快,在掺量为15%时透水系数低于了CJJ/T 135—2009《透水水泥混凝土路面技能规程》中规则的1 mm/s。经过对压碎试件进行调查,发现跟着铜尾矿砂的掺入添加透水混凝土的内部结构逐步向一般密实混凝土挨近,当掺量为5%时砂粒能很好的填充碎石粗骨料的凹角,使骨料更为圆润触摸点均匀。掺量继续添加会阻塞接连空地,导致透水系数显着下降,因而,以为铜尾矿砂的掺量为5%时适宜的。

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3.2 掺磨细铜尾矿粉

经过比照S-0 组剖析该组实验成果,能够发现透水系数并没有显着变化,铜尾矿粉对透水系数的影响较小。由表6 调查可知,当铜尾矿粉掺量为5%时抗压和抗折强度较其他几组均有进步,铜尾矿粉的活性较低,经过SEM 扫描电镜调查如图2,发现掺入铜尾矿粉其细密程度更好微集料效应显着,过多掺入时会影响水泥强度的开展。铜尾矿粉掺入量为5%时比较适宜。

3.3 复掺粉煤灰和铜尾矿粉及优化实验

为了改性铜尾矿粉透水混凝土强度,复掺了不同份额的粉煤灰。经过表6 可知,当粉煤灰总含量添加时透水系数逐步下降,但28 d 后60 d 均有进步,特别是当铜尾矿粉和粉煤灰以1∶2 的份额代替15%水泥时,后期60 d 抗压强度添加显着。粉煤灰颗粒大多是球形的玻璃珠,它的参与减小了浆体与骨料间的界面冲突,在骨料的触摸点起滚珠轴作用,进步了新拌透水混凝土的流动性,所以浆液跟着粉煤灰含量添加变稀,有少数沉浆现象下降了透水系数,可是下降并不显着基本能确保2 mm/s 左右的透水系数。一起,粉煤灰能够与水泥水化产品发生二次水化反响,因为这一反响较水泥熟料水化反响慢,因而前期强度进步不显着,但后期强度开展显着。因而FH-15-1/2、FH-10-1/2 两组实验在60 d 的抗压强度均挨近了C30 的强度,优化实验SFH-5-15-1/2 乃至到达了C30 进步作用显着。

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4 定论

(1)铜尾矿砂少数代替透水混凝土中的粗骨料能够进步透水混凝土的抗压和抗折强度,可是不宜超越5%,超越会导致透水系数下降严峻。

(2)铜尾矿粉在能够作为微集料等量代替水泥,且其掺量不该超越5%。协作粉煤灰复掺对透水混凝土功能进步显着。

(3)经过本次实验研讨主张铜尾矿透水混凝土协作比规划时:以5%铜尾矿砂等量代代替替粗骨料碎石,铜尾矿粉和粉煤灰以1∶2 的份额等量代替15%水泥。

(4)我国对铜尾矿的使用率较低,经过本次实验研讨发现,铜尾矿在透水混凝土中的代替份额也不高,未来还应加强对铜尾矿使用的研讨。


原标题:铜尾矿粉透水混凝土功能研讨

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