全尾矿混凝土优化配合比及力学性能试验研究

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuji712
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随着经济社会的发展,矿物资源对国家的经济建设变得日趋重要,矿物的掺合料在我国的研究,也变得越来越广泛。在以节约能源,保护环境和提高经济效益的前提下,混凝土中矿物掺合料尽可能的最大化,成为研究的重要方向。在河北省钢产业的迅猛发展后,留下了数以亿吨的铁尾矿,唐山作为河北的产钢大省,存积了大量的铁尾矿,浪费了土地资源的同时,还对自然环境造成不小的破坏。若将铁尾矿粉替代粉煤灰,铁尾矿砂和铁尾矿石替代细骨料和粗骨料,一方面可以合理的利用掉废弃的铁尾矿,另一方面也节约了宝贵的河沙和碎石,这样不仅保护了环境,还降低了污染,减少了土壤破坏,节约了经济。因此对铁尾矿作为混凝土掺合料进行力学性能的研究是很有必要的。本文主要研究全尾矿混凝土的力学性能,采用河北省唐山迁安市的铁尾矿,用铁尾矿粉、铁尾矿石、铁尾矿砂分别替代粉煤灰、碎石、河沙作为混凝土的掺合料及粗细骨料,胶凝材料的替代量为30%,C25全尾矿混凝土的铁尾矿掺量高达89.4%;C30全尾矿混凝土的铁尾矿掺量高达88.2%;C35全尾矿混凝土的铁尾矿掺量高达86.6%;C40全尾矿混凝土的铁尾矿掺量高达84.7%,本次试验对铁尾矿的利用率非常高。对全尾矿混凝土试块进行立方体抗压强度试验、轴心抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验和静力受压弹性模量试验。设计C25、C30、C35、C40四个强度的混凝土分别进行三因素三水平的正交试验,三因素分别为水胶比、砂率和减水剂,根据强度对每个因素设计出三个水平,采用极差分析法分析全尾矿混凝土的工作性能和力学性能,结合节能环保的宗旨,综合分析选出每个强度最优的配合比。研究结果分析得出:四个强度的全尾矿混凝土其工作性能均满足规范要求。C25强度的全尾矿混凝土当水胶比太大时,会降低砂率与减水剂掺量对坍落度的影响;C40强度的全尾矿混凝土当水胶比太小时,同样会降低砂率与减水剂掺量对坍落度的影响;C30与C35强度的全尾矿混凝土其坍落度与工作性能,主要受水胶比的影响,水胶比减小,工作性能增加,砂率与减水剂的掺量对工作性能及坍落度的影响较小,适当的掺入会提高全尾矿混凝土的工作性能。四个强度等级的全尾矿混凝土的力学性能均满足规范的强度要求,每个强度选取四个有代表性的组进行弹性模量试验,其弹性模量的大小均大于混凝土强度等级所要求的弹性模量值。由正交试验极差分析法分析了四种强度的全尾矿混凝土,分析得出影响全尾矿混凝土强度的主要因素是水胶比,水胶比减小,对应的力学性能会增强,砂率是影响全尾矿混凝土强度的次要因素,减水剂对全尾矿混凝土的影响因素较小,适当的掺入会提高全尾矿混凝土的工作性能,从而提高力学性能。最后根据全尾矿混凝土拌合物的工作性能,全尾矿混凝土的强度以及弹性模量,并结合铁尾矿利用率,综合考虑分别选出每个强度等级全尾矿混凝土的优化配合比。
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