铁尾矿基陶粒混凝土的制备及性能研究

赵威, 曹宝月, 崔孝炜, 韩硕. 铁尾矿基陶粒混凝土的制备及性能研究[J]. 矿产保护与利用, 2022, 42(6): 89-93. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2022.06.012
引用本文: 赵威, 曹宝月, 崔孝炜, 韩硕. 铁尾矿基陶粒混凝土的制备及性能研究[J]. 矿产保护与利用, 2022, 42(6): 89-93. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2022.06.012
ZHAO Wei, CAO Baoyue, CUI Xiaowei, HAN Shuo. Study on Preparation and Performance of Iron Tailings-based Ceramsite Concrete[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2022, 42(6): 89-93. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2022.06.012
Citation: ZHAO Wei, CAO Baoyue, CUI Xiaowei, HAN Shuo. Study on Preparation and Performance of Iron Tailings-based Ceramsite Concrete[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2022, 42(6): 89-93. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2022.06.012

铁尾矿基陶粒混凝土的制备及性能研究

  • 基金项目: 陕西省重点研发计划(2022GY-429);陕西高校青年创新团队(20JCS062);陕西省教育厅青年创新团队建设科研计划项目(21JP037);商洛学院科学与研究基金项目(21CK02)
详细信息
    作者简介: 赵威 (1987—),男,陕西商洛人,博士,副教授,主要从事尾矿综合利用研究,E-mail:zwslxy@126.com
  • 中图分类号: TD926.4

Study on Preparation and Performance of Iron Tailings-based Ceramsite Concrete

  • 随着矿冶行业的快速发展,尾矿堆积量逐年增多,特别是铁尾矿已成为国内研究者关注的焦点。先用铁尾矿制备轻质高强陶粒,然后以该陶粒作为轻骨料制备陶粒混凝土。采用正交试验研究水灰比、减水剂用量、砂用量、增稠剂用量对陶粒混凝土抗压强度及陶粒上浮的影响。通过试验确定该铁尾矿基陶粒混凝土的最佳方案为水灰比0.25、减水剂用量0.5%、砂用量20%、增稠剂用量0.12%。最终制得28 d抗压强度为67.33 MPa、抗折强度为8.1 MPa、体积密度1 940 kg/m3的高性能陶粒混凝土。研究中解决了轻骨料陶粒混凝土中陶粒上浮问题,实现了资源二次开发。

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  • 图 1  铁尾矿基陶粒的XRD图谱

    Figure 1. 

    图 2  陶粒混凝土断口形貌

    Figure 2. 

    表 1  铁尾矿、黏土、钾长石的化学组成

    Table 1.  Chemical composition of iron tailings, clay and potash feldspar /%

    原料名称SiO2Al2O3Fe2O3MgOCaOTiOK2ONa2OP2O5烧失
    铁尾矿49.7212.7321.052.611.621.432.120.960.317.45
    黏土62.6914.528.890.541.130.993.2700.127.85
    钾长石67.9610.902.280.962.450. 6712.281.5600.94
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    表 2  陶粒物理性能

    Table 2.  Physical properties of ceramsite

    陶粒尺寸
    /mm
    桶压强度
    /MPa
    堆积密度
    /(kg·m−3
    吸水率
    /%
    表观密度
    /(kg·m−3
    10±214.429164.461521
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    表 3  正交试验因素水平表

    Table 3.  Factor level tables for orthogonal experiments

    水平因素
    水灰比A减水剂用量B/%砂用量C/%增稠剂用量D/%
    10.250.300.10
    20.280.4100.12
    30.300.5200.14
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    表 4  试验方案及试验结果

    Table 4.  Experimental scheme and experimental results

    试验水灰比
    A
    减水剂用量
    B
    砂用量
    C
    增稠剂用量
    D
    28 d
    强度/MPa
    陶粒
    上浮
    111151.75
    122254.36
    133364.37





    2
    2
    2
    3
    3
    3
    1
    2
    3
    1
    2
    3
    2
    3
    1
    3
    1
    2
    3
    1
    2
    2
    3
    1
    48.40
    57.33
    62.50
    44.53
    47.25
    47.37





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    表 5  试验结果分析

    Table 5.  Analysis of experimental results

    指标因素ABCD
    28 d抗压
    强度/MPa
    K1170.48138.02161.5156.45
    K2168.23158.94150.13161.39
    K3132.49174.24166.23160.2
    k156.8346.0153.8352.15
    k256.0852.9850.0453.80
    k344.1658.0855.4153.4
    极差R12.6712.075.371.65
    因素主次A B C D
    优水平A1B3C3D2
    最优方案A1B3C3D2
    A—水灰比,B—减水剂用量,C—砂用量,D—增稠剂
    用量)。
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出版历程
收稿日期:  2022-09-04
刊出日期:  2022-12-26

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