冰冻-氯盐循环下铁尾矿砂混凝土耐久性

铁尾矿砂对混凝土工作性的影响_侯云芬

铁尾矿砂石对混凝土强度的影响_封孝信

尾矿的开发与利用是解决大量尾矿资源堆弃占地、减轻环境负荷、消除溃坝隐患的重要途径。在研究铁尾矿基本性质的基础上,利用铁尾矿砂完全取代天然砂,研究铁尾矿砂混凝土的工作性与强度特点,利用矿物掺合料等手段对铁矿尾砂混凝土配合比进行优化。结果表明,利用铁尾矿砂配制的混凝土能够满足工作性和强度方面的要求,用尾矿石和尾矿砂分别作粗细集料可以配制c70以下的泵送混凝土。

按照建筑用砂的标准,分别用铁尾矿砂和天然砂配制了混凝土,并对比了新拌混凝土的和易性。试验研究和实际应用证明,铁尾矿砂符合建筑用砂的各项指标要求;使用单一品种的铁尾矿砂时,其所配制的混凝土的和易性不如天然砂拌制的混凝土好;用经过调配后的铁尾矿砂拌制的混凝土,其和易性与天然砂拌制的混凝土基本一致。提出了在混凝土中使用铁尾矿砂的具体方法和应采取的技术措施。

通过分析铁尾矿砂的化学成分、矿物组成、颗粒级配以及其他性能研究把铁尾矿砂用作建筑用砂的可能性.用铁尾矿砂替代部分天然河砂配制玻化微珠保温混凝土,通过研究铁尾矿砂的替代率对玻化微珠保温混凝土的工作性能、力学性能以及热工性能的影响来确定铁尾矿砂的合理替代率.试验结果表明:铁尾矿砂符合建筑用砂的质量要求,可以用来替代天然河砂;把铁尾矿砂的替代率控制在50％是合理的,此时玻化微珠保温混凝土的工作性能良好,抗压强度有所提高,导热系数也比较理想.

铁尾矿砂的特性及对混凝土拌和物性能的影响

1 《尾矿砂》国家标准编制说明 （一）工作简况 1.任务来源 根据国家标准化管理委员会国标综合［2008］154号文件《关于下达2008 年第三批国家标准制修订计划的通知》，国家标准《尾矿砂》列入此编制计划。 标准由北京市建筑材料质量监督检验站组织有关单位起草。 2.本标准主要起草单位 主编单位——北京市建筑材料质量监督检验站 参编单位（排名不分先后）—— 北京建筑材料科学研究总院有限公司 北京建筑工程学院 北京新航建材集团有限公司 枣庄中联混凝土有限公司 丰宁三赢工贸有限公司 同济大学 北京金隅混凝土有限公司 中国矿业大学（北京） 北京首云矿业股份有限公司 北京威克冶金有限责任公司 3.标准编制的意义和必要性 矿产资源是人类发展和生存极为重要的物质基础之一，其主要特点是不可再 生性和短期不可替代性。随着矿产资源的大量开发和利用，矿石日益贫乏，而尾 矿作为二次资源再

为了研究混凝土结构在冻融循环与氯盐侵蚀耦合作用下的耐久性退化问题，在分析了冻融循环及氯盐侵蚀作用破坏机理的基础上，进行了混凝土单轴受压和双轴受压条件下的冻融试验，以及冻融循环与氯盐侵蚀耦合作用下的单轴受压试验。结果表明，冻融循环次数越多，混凝土的极限压应力越小，且双向受压混凝土的极限抗压强度大于单向受压混凝土，在一定冻融次数以内，脆性程度反之。冻融循环与氯盐侵蚀双重因素耦合作用下，比任一单因素作用下混凝土的极限抗压强度小，且至少比单因素作用下降低10％以上。

通过3.5%nacl溶液、5%na2so4溶液、3.5%nacl+5%na2so4复合溶液以及模拟海水进行干湿循环腐蚀试验,研究干湿循环条件下,不同腐蚀溶液中混凝土超声波传播速度的变化规律,通过xrd、ct分析混凝土在不同腐蚀环境下的损伤劣化机理。结果表明:干湿循环显著加速了混凝土的劣化过程;对于不配筋混凝土,氯盐的腐蚀较弱,只有干湿循环作用下f0组发生明显劣化;在氯盐和硫酸盐共存环境下,硫酸根的存在加速了氯离子对混凝土的腐蚀;模拟海水的腐蚀速度最快;f30s30组混凝土在腐蚀环境下生成物主要有钙矾石、f盐和石膏等,在氯盐和硫酸盐共同腐蚀条件下,没有发现f盐的存在。

以河北迁安铁尾矿砂为原料,采用机械与化学-机械活化粉磨制得铁尾矿粉为矿物掺合料,研究了其对混凝土耐久性的影响.通过研究其对硬化浆体的孔结构,混凝土的抗氯离子渗透性能,抗碳化性能以及抗冻融性能的影响得出：化学-机械活化铁尾矿粉最大程度地降低了硬化浆体的总孔隙率与孔隙连通性,同时其抗渗性能优于空白水泥、粉煤灰以及机械活化铁尾矿粉,并且具有良好的抗冻性;但其抗碳化能力略低于空白水泥与机械活化铁尾矿粉混凝土.

为评价包边土和土工格栅处置铁尾矿砂路基的效果,充分认识铁尾矿砂填筑路基的适用性,并提高其利用率,对4种工况的铁尾矿砂路基(6m填高)的沉降和稳定性进行有限元数值计算。4种工况分别为:无包边土,无土工格栅(工况ⅰ);有包边土,无土工格栅(工况ⅱ);有包边土,包边土与铁尾矿砂交接处铺设三向土工格栅(工况ⅲ);有包边土,满面铺设三向土工格栅(工况ⅳ)。研究结果表明:工况ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ的最大工后(600d)沉降分别为19.547、19.711、19.540、18.298cm;固结阶段路面顶面中央处的沉降以工况ⅳ最小,工况ⅱ最大;最大水平位移发生在坡脚下7~8m处,其次发生在土路肩边缘处,坡脚下水平位移向路基外侧发展,而土路肩处水平位移向路基内侧发展;工况ⅳ潜在滑移面贯穿至基底5m深度处,工况ⅰ潜在滑移面位于路基边坡上,其抵抗滑移的能力最差;同时满面铺设土工格栅和设置包边土对提高路基稳定性的效果最为明显,安全系数可提高0.9;铺设土工格栅可有效减小铁尾矿砂路基顶面边缘的侧向位移,对有效预防路基路面纵向开裂具有积极作用,但其不能有效减小基底侧向位移;黏土包边提高了铁尾矿砂路基的稳定性,但加大了路基的不均匀沉降;设置包边土和铺设土工格栅的处置措施对提高填方边坡稳定性效果比减小沉降效果明显。

介绍了氯离子侵蚀环境下钢筋混凝土耐久性研究的几个主要内容,从腐蚀机理、评估准则和临界氯离子浓度3各方面介绍了研究进展情况。

通过混凝土抗冻性能试验,对保温混凝土(tic)进行氯盐侵蚀与冻融循环耦合作用下的耐久性能研究。本文以质量分数3.5%的氯化钠溶液为冻融介质,对保温混凝土的相对动弹性模量、质量损失率、抗压强度、劈裂抗拉强度及氯离子侵蚀情况进行了测试分析。结果表明:氯盐侵蚀加剧了冻融循环的破坏程度,250次冻融循环后tic的相对动弹性模量降低至60%以下。随着冻融循环次数的增加,tic的抗压强度和劈裂抗拉强度与冻融次数呈线性关系。氯盐侵蚀与冻融循环耦合作用下,tic中氯离子扩散规律满足fick第二定律。

通过混凝土抗冻性能试验,对保温混凝土(tic)进行氯盐侵蚀与冻融循环耦合作用下的耐久性能研究.本文以质量分数3.5％的氯化钠溶液为冻融介质,对保温混凝土的相对动弹性模量、质量损失率、抗压强度、劈裂抗拉强度及氯离子侵蚀情况进行了测试分析.结果表明:氯盐侵蚀加剧了冻融循环的破坏程度,250次冻融循环后tic的相对动弹性模量降低至60％以下.随着冻融循环次数的增加,tic的抗压强度和劈裂抗拉强度与冻融次数呈线性关系.氯盐侵蚀与冻融循环耦合作用下,tic中氯离子扩散规律满足fick第二定律.

以青海德香高速公路大桥桥墩混凝土为依托,对其沿线主要易溶盐含量进行分析,通过室内模拟实验,配制了7种腐蚀溶液,并设计四种配合比混凝土,通过外观形貌、质量损失率和相对动弹模量三方面研究冻融循环作用下,盐分对混凝土耐久性的影响。结果表明:盐蚀-冻融循环作用下,单一盐类如na2so4、mgso4、nacl溶液对混凝土破坏形式和程度均不相同;上述几种盐的复合溶液对混凝土的破坏同时存在促进和抑制作用,即在低浓度盐溶液中,盐分加剧混凝土的冻融损伤,在高浓度盐溶液中,溶液冰点很低,缓解了混凝土冻融损伤。

跨海通道混凝土的耐久性会受到多方面因素的影响。结合海洋环境下混凝土的耐久性作用机理和影响因素两方面,同时参考杭州湾跨海大桥这一实际工程,本文提出了提高混凝土耐久性的有效技术措施。

为了研究除冰盐环境下聚丙烯纤维混凝土的耐久性能,采用干湿交替与盐冻循环方式模拟除冰盐环境,分析纤维混凝土的物理力学性能、质量损失、动弹模损失、氯离子含量分布及微观结构.结果表明,纤维混凝土在除冰盐环境下的抗折强度、质量及动弹模的损失率随纤维掺量增加而减少;纤维掺量为0.1%的试件内部致密,随纤维掺量继续增大,试件的抗氯离子侵蚀能力减弱;试件表面氯离子富集区随循环次数增加而向内迁移;氯离子扩散系数随干湿交替次数增加而减小,随盐冻循环次数增加而增大.

随着经济的发展，城镇化建设也在不断地发展，混凝土的需求量也越来越大，因此需要更多的配制混凝土的原料用来配制符合国家标准的混凝土。本文通过分析日照当地的铁尾矿砂的性能，探索采用铁尾矿砂配制符合国家标准的各种性能的混凝土，通过分析混凝土新拌性能、力学性能、抗冻融性能和干燥收缩性能，探索日照市低品位铁尾矿砂的比例分配对混凝土性能的影ⅱ向。

首先从氯离子侵蚀混凝土传输的机理、扩散机制、对流机制、渗透机制、毛细吸附作用和迁移机制进行了研究;其次从氯盐侵蚀速率常用的两个计算模型fick定律计算模型、darcy定律的计算模型进行研究;最后从试验角度论证了混凝土微环境对氯离子侵蚀的影响规律,证明了:混凝土微环境温度升高,提高氯离子活跃度,使氯离子运动速度加快,加速侵蚀混凝土。混凝土微环境相对湿度(空隙水饱和度)提高,在温度不变的情况下,混凝土空隙水分增多会减小阻止氯离子传输能力,加速侵蚀混凝土。并对其他影响因素进行了浅析研究。

本文研究了尾矿砂的掺量对混凝土坍落度、抗压强度及抗渗性能的影响。

工程建设国家标准《尾矿砂混凝土应用技术规范》第一次编制工作会议于2010年12月2～3日在安徽省马鞍山市召开。会议由中国冶金建设协会主持。主编单位中国十七冶集团有限公司总工程师尹万云致欢迎词,并表示将在住房和城乡建设部及冶金建设协会的指导下,与各参编单位共同努力,按计划完成《尾矿砂混凝土应用技术规范》的编制任务。

尾矿砂石商品混凝土技术