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本文選自《商品混凝土》雜志2024年第4期

承德地區(qū)鐵尾礦砂在濕拌砂漿中的綜合利用

張志峰

［摘要］本文對鐵尾礦砂在預(yù)拌砂漿中的應(yīng)用進行分析總結(jié)，介紹了鐵尾礦砂的特性，通過對鐵尾礦砂性能分析、試驗驗證及工程實際應(yīng)用范例，說明鐵尾礦砂在砂漿中應(yīng)用的可行性，希望對從事混凝土利用尾礦砂石的技術(shù)人員有些許幫助。

［關(guān)鍵詞］鐵尾礦砂；預(yù)拌砂漿；綜合利用

前言

隨著國家對環(huán)境保護的要求，河砂早已退出建筑舞臺，現(xiàn)在使用的大都是機制砂。機制砂涉及母巖、制砂機整形的問題。尾礦砂屬于機制砂的一種，承德地區(qū)因鐵礦石廠礦較多，多年來鐵礦石選礦造成大量尾礦，形成大量的工業(yè)垃圾，磁選后的尾礦砂品質(zhì)低劣綜合利用率低，導(dǎo)致各地出現(xiàn)大量尾礦泛濫。

鐵尾礦砂

尾礦砂是精礦經(jīng)破碎、磨礦、分選等一系列操作后剩下的產(chǎn)物。尾礦砂在精選時伴有松油、凝劑、表面活性劑等有毒有害藥劑，長期堆存會受空氣、水分、陽光作用和自身相互作用，產(chǎn)生有害氣體或酸性水，加劇尾礦重金屬流失。流入耕地后，破壞農(nóng)作物生長或使農(nóng)作物受污染，流入水系則會使水系受到污染，毒害水生生物，造成其他危害。

2022日發(fā)布的《建材工業(yè)十四五發(fā)展實施意見》中專門指出，全面推廣利用尾礦、廢石等生產(chǎn)機制砂石。尾礦廢石生產(chǎn)的機制砂較鐵礦篩選、磁選的尾礦砂質(zhì)量要好，但依舊存在其鐵尾礦母巖自身存在的問題，例如伴生礦物云母。

鐵尾礦砂多棱角，多以穩(wěn)定的氧化物形式存在，目前典型的鐵尾礦砂主要化學(xué)成分大致如下：Fe含量一般為6%17%，少數(shù)達到20%以上；SiO含量一般為30%80%，少數(shù)在20%以下；Al含量一般為1%13%，少數(shù)在45%CaO含量一般為1%18%，少數(shù)在30%MgO含量一般為1%14%；礦物組成主要為石英、赤鐵礦、白云石、長石等。目前大部分鐵尾礦砂主要用于回收、填充采空區(qū)、制備土壤改良劑、路基、水泥混合材、水泥磚等。

尾礦砂在磁選前會添加一定量的藥劑，以聚丙烯酰胺和聚合氯化鋁等絮凝劑等藥劑為主，來達到分散的目的，使微細鐵礦物和礦泥穩(wěn)定分散在礦漿中，在攪拌作用下形成穩(wěn)定絮團。因此尾礦砂含留部分絮凝劑和其他選礦藥劑，用于砂漿中會造成非常大影響；鐵尾礦砂中鐵相礦物多以磁鐵礦形式存在，含量由工藝不同而波動，因此鐵尾礦作為砂漿材料使用，會使砂漿的表觀密度和堆積密度有高有低，如果砂漿采用單一的一個礦的尾礦砂相對來說還算比較穩(wěn)定，若采用兩個或以上不同礦的尾礦砂石，就會存在砂漿存在質(zhì)的問題。

目前規(guī)?；驳V再選再生骨料企業(yè)較少，但也有礦企把一些低品位的礦石放在另一條線上生產(chǎn)，因其鐵含量偏低，顎破初選后經(jīng)設(shè)備改進會出現(xiàn)部分品質(zhì)符合可再生骨料，可用于砂漿生產(chǎn)用的尾礦砂，但總的來說還是很少的。因鐵礦石同時可能還伴有其他它連生體礦物，不容易回收，所以要合理處理尾礦廢棄物，砂漿應(yīng)選用礦山廢石生產(chǎn)的符合標(biāo)準規(guī)范的中粗尾礦砂和細尾礦砂、天然砂、機制砂等進行級配選取符合砂漿使用的混合砂。

鑒于鐵礦礦藏、磁選過程的特殊性，再利用時一定要經(jīng)過大量的科學(xué)試驗驗證，在驗證砂源的前提下，進行砂漿的試配工作驗證，保證砂漿的各種性能符合國家標(biāo)準規(guī)范要求，進而保證施工的可靠性和工程質(zhì)量的優(yōu)異性。

機制砂

機制砂是指通過制砂機和其他它附屬整形設(shè)備、篩分設(shè)備、風(fēng)選或水洗等成型的砂子，因母巖的不同，其表觀和堆積密度會有不同，但一定會低于鐵尾礦砂。因其主產(chǎn)就是砂，專為混凝土或砂漿企業(yè)提供的材料，目的較為明確，控制較為準確，故品質(zhì)相對比尾礦砂好，使用性能上更高于鐵尾礦砂，但價格相對較高。為降低生產(chǎn)成本，可將機制砂與鐵尾礦砂復(fù)摻制備砂漿，在使用操作、性能、成本等更加適合當(dāng)下地方市場需求。

試驗原材料

試驗及實際應(yīng)用的尾礦砂，均已經(jīng)過現(xiàn)場多個礦山尾礦初選，經(jīng)試驗檢測合格后，再經(jīng)過第三方檢測機構(gòu)檢測。試驗全過程經(jīng)試驗驗證及國檢（中國建筑材料工業(yè)技術(shù)監(jiān)督研究中心）檢測，檢測結(jié)果符合規(guī)范要求。

3.1試驗用砂

3.1.1尾礦砂與機制砂

本文所用的尾礦砂、機制砂都產(chǎn)自承德市隆化縣。包括鐵尾礦砂（S1）、細鐵尾礦砂（S2）、中關(guān)鐵尾礦砂（S3）和非尾礦機制砂（S4），砂的性能指標(biāo)見表

3.1.2混合砂

將各尾礦砂與機制砂兩兩混合，比例從9:11:9，各混合砂的篩分分析結(jié)果見表

經(jīng)試驗選擇中關(guān)尾礦砂（S3）與隆化機制砂（S4）以4:63:72:8組級配較為合理。

本文著重描述承德地區(qū)鐵尾礦砂在砂漿中的應(yīng)用，不對砂漿外加劑、配合比設(shè)計進行詳細描述。鐵尾礦砂為工業(yè)廢棄物，屬于機制砂的一種，內(nèi)含石粉，少量的石粉對砂漿有一定的改善作用，石粉含量過大，會使砂漿需水量變大，從而導(dǎo)致水灰比改變，強度下降，保塑時間變短，使用性能變差。驗收卸貨過4.75mm篩后，必須注意檢測亞甲藍及石粉含量，砂漿性能的優(yōu)劣大部分取決于砂的級配，這也是主要描述鐵尾礦砂的級配的主要原因，控制MB1.0

3.2保塑劑

選用天津悅鳴科技有限公司生產(chǎn)的保塑劑。由于沒有現(xiàn)行濕拌砂漿保塑劑標(biāo)準，產(chǎn)品按照GB/T 251812019《預(yù)拌砂漿》及客戶要求進行調(diào)整。砂漿實際性能經(jīng)過（國家）中國建筑材料工業(yè)技術(shù)監(jiān)督研究中心檢測，結(jié)果符合標(biāo)準要求。

3.3水泥

選用承德喜上喜水泥有限責(zé)任公司生產(chǎn)的O42.5A 32.5兩種型號的水泥。水泥性能指標(biāo)見表

3.4粉煤灰

選用赤峰市蒙東電力級粉煤灰。性能指標(biāo)見表

）纖維素：寧夏德圣亞科技有限公司HPMC羥丙基甲基纖維素。

）水：飲用水

砂漿試驗

濕拌砂漿雖然在砂子級配上略差于干混砂漿，但干混砂漿經(jīng)裝車、運輸、卸料，再攪拌后，現(xiàn)場筒倉內(nèi)會出現(xiàn)灰砂嚴重不均勻的情況，其使用性能遠遠低于預(yù)拌砂漿的各項使用性能，且預(yù)拌砂漿從綠色環(huán)保層面也要高于干混砂漿，因減少砂的烘干環(huán)節(jié)，真正實現(xiàn)節(jié)能、無粉塵、低噪音，本文主要描述承德地區(qū)鐵尾礦砂在濕拌砂漿中的應(yīng)用，不對干混與預(yù)拌砂漿優(yōu)劣進行描述。

4.1抹灰砂漿（WP-G M7.5

文中涉及配合比經(jīng)試驗全過程檢測后，經(jīng)中國建筑材料工業(yè)技術(shù)監(jiān)督研究中心型式檢驗，各項性能符合標(biāo)準要求。（型檢報告編號：202208DC102-116，配合比設(shè)計要控制灰砂比，這只是筆者的建議，不在此對配合比設(shè)計進行描述）。根據(jù)混合砂性能結(jié)果，選用S3:S42.5:7.5的混合砂進行試驗。試驗配合比見表6，檢驗結(jié)果見表7～9。

4.2砌筑砂漿（WMM25

根據(jù)混合砂性能結(jié)果，選用S3:S43:7的混合砂進行試驗。試驗配合比見表10，檢驗結(jié)果見表11、12。

結(jié)束語

綜上所述，鐵尾礦砂應(yīng)用于砂漿，難度還是很大的，筆者經(jīng)若干次試驗驗證，采用鐵尾礦加機制砂進行的驗證，以及工程的實際應(yīng)用，純鐵尾礦砂，有如下幾個問題，影響砂漿性能：

）鐵尾礦砂要不太細，要不太粗，級配無法調(diào)整到濕拌砂漿需要的狀態(tài)，必須使用其他砂調(diào)整級配使用。

）鐵尾礦砂容重偏重，為了防止流掛，減輕砂漿容重要加入大量引氣劑，造成滿足強度前提下膠凝材料偏多，成本過高，且容易開裂。

）安全性是首要的。必須要對鐵尾礦砂進行放射性檢測，并對因遺留的選礦藥劑可能產(chǎn)生的化學(xué)揮發(fā)性氣體對人居住安全影響進行第三方檢測。

）鐵尾礦除級配外（選材、級配調(diào)整，是利用鐵尾礦砂的重要步驟），依據(jù)試配調(diào)整選用的，適合砂漿試配材料的鐵尾礦砂拌制的砂漿外加劑、保塑劑、纖維素醚或纖維素等。

）生產(chǎn)中必須時刻對砂子、砂漿性能進行檢測，保證砂漿產(chǎn)品的使用性能及質(zhì)量。

）由于施工工程不同、施工人員不同、對施工技術(shù)要求不同等，都會對砂漿性能有不同要求，這就出現(xiàn)每個項目對砂漿使用要求的不同，這也是濕拌砂漿的另外一個難點，極有可能出現(xiàn)一項目一或幾個配方的情況出現(xiàn)。

通過對錦上華府小區(qū)、陽光華著小區(qū)、黎河肥業(yè)辦公樓、海晟陽光花園等工程的實際使用，得到使用一線工人的首肯比干混砂漿好用，且被當(dāng)?shù)鼐用裾J可，民用私人使用者逐步增多，更是得到甲方的肯定。實踐出真知，只有到一線抹灰和砌筑工人師傅那才能尋求產(chǎn)品的真正使用缺陷，即使具有再好的理論知識，產(chǎn)品得不到使用者的肯定，那也是失敗的、不被社會認可。沒有完全一樣的配比，材料不同、配比不同，這需要試驗、實際應(yīng)用以及到結(jié)構(gòu)上的耐久性能的三重驗證。

參考文獻

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[18] JGJT 2202010．抹灰砂漿技術(shù)規(guī)程[S]

供稿人：張志峰

編輯員：李海亮

審核人：孫繼成，寧夏

【標(biāo)準規(guī)范】

《建筑固廢再生砂粉應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》行標(biāo)

《建筑物綠色拆除與建筑垃圾綜合利用技術(shù)規(guī)程》CECS

《預(yù)拌混凝土使用說明書》團標(biāo)

《砂漿和混凝土用石屑》團標(biāo)

《預(yù)拌混凝土產(chǎn)品質(zhì)量追溯規(guī)范》團標(biāo)

【會議培訓(xùn)】

2025全國混凝土行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展與廢棄物資源再生技術(shù)交流大會

第十屆全國建筑固廢和余泥渣土處理及資源化利用大會暨中國砂石協(xié)會建筑固廢利用分會年會

2025第二十一屆全國商品混凝土可持續(xù)發(fā)展論壇暨2025中國商品混凝土年會

預(yù)拌（商品）混凝土應(yīng)用技術(shù)和工藝技能線上培訓(xùn)

混凝土（砂漿）試驗檢測方法實操教學(xué)線上培訓(xùn)

【咨詢服務(wù)】

科技成果評價

預(yù)拌混凝土質(zhì)量追溯研究

高速公路及橋涵高性能混凝土技術(shù)咨詢

課題研究

研發(fā)中心建設(shè)

產(chǎn)品檢測

綠色建材產(chǎn)品認證

[綠滿庭院]《HJ建筑圍護結(jié)構(gòu)自保溫技術(shù)體系》推廣等

【建材“雙碳”業(yè)務(wù)】

低碳膠凝材料研發(fā)與制備

復(fù)合摻合料和再生復(fù)合摻合料研發(fā)與制備

建筑垃圾處置與資源化利用

建筑垃圾再生砂粉應(yīng)用技術(shù)

建筑垃圾再生輕粗骨料技術(shù)

碳化再生骨料制備技術(shù)

【期刊著作】

《新技術(shù)在混凝土中的應(yīng)用》圖書

《常見預(yù)拌混凝土質(zhì)量事故分析百例》圖書

《預(yù)拌混凝土企業(yè)標(biāo)準化試驗室建設(shè)指南》圖書

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中心每年參與多個混凝土技術(shù)咨詢和技術(shù)服務(wù)項目，包括雄安新區(qū)混凝土項目咨詢、河北省多個高速公路高性能混凝土技術(shù)咨詢、固廢基膠凝材料和再生復(fù)合摻合料研發(fā)和制備技術(shù)，以及數(shù)十個混凝土企業(yè)的技術(shù)服務(wù)工作。開展預(yù)拌混凝土綠色產(chǎn)品認證和科技成果評價工作。

咨詢電話：孫繼成 焦素芳 李海亮 13520073698 13521286915

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