金尾矿砂作为混凝土集料的物化性质及其改性试验

刘竞怡^1,2，孙志华²，温久然²，刘开平²，关博文²，胡勇³

1. 陕西铁路工程职业技术学院2. 长安大学材料科学与工程学院3. 江西秀川科技有限公司

摘 要：金尾矿砂是金矿选矿作业排放的固体废弃物,其露天堆存不仅占用土地、污染环境,还造成极大的安全隐患。以金尾矿砂代替天然砂石作为混凝土的集料,既可减少天然砂石的开采,又能实现固废资源化利用。以陕西某金矿尾矿砂作为研究对象,分析了其基本物化性质及作为混凝土集料的物化性质。在此研究基础上,通过改性剂对金尾矿砂进行了表面涂覆改性,将改性后的金尾矿砂取代部分河砂作为全集料进行了混凝土试配试验。结果表明,金矿尾矿砂粒度过细,泥块含量超标,棱角尖锐,直接作为集料对混凝土性能不利;通过改性剂涂覆可有效降低金尾矿砂颗粒间的黏聚力和内摩擦角;在改性剂SA涂覆用量为砂量0.015倍的条件下,金矿尾砂颗粒之间的黏聚力下降约56%,内摩擦角下降约13%;在取代河砂30%的条件下,表面改性后的金尾矿砂制备的无粗集料混凝土样用水量较低,而扩展度及强度明显较高;在砂灰比为1.5的条件下,掺改性金尾矿砂的混凝土强度较无改性样高出20%以上。通过调整砂灰比、用水量以及减水剂量,以改性金尾矿砂取代部分细集料可以配制出不同强度等级及不同流动性的无粗集料混凝土材料,以满足不同建筑工程的使用要求。

关键词：金尾矿砂;物化性质;表面改性;黏聚力和内摩擦角;混凝土集料;