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我国铁尾矿砂混凝土应用现状分析

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【摘要】:0引言 铁尾矿是采矿过程中排放出的“废弃物”,主要化学成分为 SiO 2 ,Fe 2 O 3 ,Al 2 O 3 ,CaO,MgO,化学成分会因地区差异略有不同,主要矿物组成为石英、赤铁矿、白云石、长石等,

0引言

铁尾矿是采矿过程中排放出的“废弃物”,主要化学成分为 SiO2,Fe2O3,Al2O3,CaO,MgO,化学成分会因地区差异略有不同,主要矿物组成为石英、赤铁矿、白云石、长石等,总体上铁尾矿的化学成分和矿物成分相似。我国每年排放的铁尾矿达1.5亿t以上。大量铁尾矿的堆放,不仅侵占大量土地,而且破坏地表植被,还会造成重金属离子超标、扬尘等问题,严重影响自然环境。由于铁尾矿具有优异的物理化学性能,经过二次加工后可以用于制备混凝土再生骨料、水泥基灌浆料、砌块、板材、有益金属再利用及道路材料等。铁尾矿的二次利用不仅具有较好的环境效益,同时具有显著的经济效益,受到广大学者的广泛关注。然而,随着环境压力的不断增大,天然砂作为一种有限资源已日渐枯竭。铁尾矿砂作为铁尾矿应用中最为有效的途径之一,显著缓解了这一矛盾。

1铁尾矿砂在普通混凝土领域的应用

候云方等[1]研究了铁尾矿砂取代比例对混凝土工作性能的影响,研究表明铁尾矿砂所占比例与砂率和浆骨比相比,影响效果更佳显著。且当细度模数为2.6~3.0时,结合合适的砂率和浆骨比可以使混凝土获得较好的粘聚性和保水性,能够完全满足混凝土的工作性要求。河北理工大学蔡基伟等[2]以C70混凝土为例,对其工作性和强度进行了分析,研究表明铁尾矿砂的颗粒表面状态会对混凝土的工作性产生影响,当颗粒表面粗糙、多棱角时,混凝土的流动性较差。在活性掺合料存在的条件下,与普通混凝土相比,水胶比较大时强度高于普通混凝土,当水胶比较小时强度却低于普通混凝土,呈现显著的差异化。赵秋宁等[3]研究了铁尾矿与河砂复合使用对混凝土性能的影响,研究表明铁尾矿和机制砂复合使用完全可以满足混凝土对材料的要求,但需要注意骨料配比的调整。研究中还发现铁尾矿砂与机制砂复合使用的稳定性要优于河砂,更利于混凝土的质量控制,但在材料成本上仍需进一步优化。张铁志等[4]研究了铁尾矿砂在沥青混合料中的应用特性,通过马歇尔稳定度试验、劈裂试验及浸水马歇尔试验进行测试和评价表明铁尾矿砂配制的沥青混合料各项指标均符合标准要求。铁尾矿砂的最佳掺量为7%,相比普通沥青混合料其稳定性提升了1.3倍~1.5倍,由于铁尾矿砂具有的独特表面粒子结构特性,使其与沥青混合料的粘聚力更强。同时为了进一步明确铁尾矿砂对沥青混凝土的影响机制,刘春生等[5]以SBS改性为胶结料,以碎石、石屑、铁尾矿砂、矿粉为主要原料配制了3种类型的沥青混合料,研究表明,与普通沥青混合料相比,其稳定性提升了1.5倍~1.8倍。再一次验证了铁尾矿砂对沥青混合料稳定性的改善效果显著。宁宝宽等[6]研究了高硅型铁尾矿砂与废玻璃粉复合使用对混凝土强度的影响。当铁尾矿砂为定量时,随着玻璃粉的取代率提高,混凝土强度呈现非线性增长关系,且当玻璃粉掺量为20%~30%时混凝土强度能够满足普通混凝土要求。但研究发现,当玻璃粉磨碎至一定粒径以下,玻璃粉的活性大幅提升,可以有效的抑制混凝土中碱骨料反应。

2铁尾矿砂在高性能混凝土领域的应用

虞焕新等[7]利用铁尾矿砂与超细粉煤灰、硅灰、细集料、高效减水剂、钢纤维制备了高性能水泥基材料。当铁尾矿砂掺量为30%,50%时,其强度优于未参加的样品,且90d抗压强度达到180MPa,抗折强度分别提升了17.8%,26.6%,对材料的弯曲韧性进行了研究,研究表明铁尾矿砂在超高性能水泥基材料中和钢纤维复合使用中均起到了较好的增强增韧效果。但铁尾矿砂的掺量≤50%,主要是因为铁尾矿砂掺量过多会降低材料的流动性,影响材料的力学性能和施工性能。刘冰等[8]研究了铁尾矿砂对自密实混凝土3h内流动性变化的影响,研究表明铁尾矿配制的新拌混凝土的塌落度与常规样品无显著差异,但流动速度随着铁尾矿砂含量的提升而下降。在一定量范围内铁尾矿砂的加入有助于降低自密实混凝土扩展能力的损失。但铁尾矿砂含量应控制在40%~50%为宜。汪刘顺等[9]针对高性能铁尾矿砂灌浆材料进行了研究,首次针对竖向膨胀性、抗低温性以及抗油渗性开展研究,在不同种材料体系中水化过程相似,但通过微观分析发现,铁尾矿砂的加入生成了新的水化产物。朱志刚等[10]研究了梯度粉末体系制备铁尾矿砂超高性能混凝土,分析了二级、三级粉磨体系和粉磨次数对粉料粒径分布的影响。得出三级粉磨工艺优于二级粉磨工艺且制备出的超高性能混凝土具有更好的抗冻性和抗氯离子渗透性。

3铁尾矿砂在混凝土中应用存在的问题与措施

目前,我国众多学者围绕铁尾矿砂开展了大量的研究,为铁尾矿的应用奠定了良好的基础,但仍有大量实际问题需要进一步解决。

综上,在当前阶段对于老年糖尿病并发神经痛患者实施优质化护理干预方式能够提升患者的护理效果,改善患者的神经痛情况,提高患者的治疗依从性。

(1)铁尾矿砂的表面结构与普通砂石存在较大差异,多以棱角为主。在实际应用中对混凝土的和易性影响较为显著。如何协调铁尾矿砂应用过程中流动性与施工要求之间的关系是急需解决的问题;

(2)铁尾矿砂的生产企业规模化不够,无法满足实际工程需要,同时铁尾矿砂企业具有地域性,无法满足工程流动性的需求;

1) 此故障诊断过程中在燃油泄漏报警故障没有发出报警信号的情况下,柴油机油耗率起到关键性作用,极大地缩小故障诊断范围,有效地提高故障诊断效率。因此,船舶能效管理系统中的柴油机燃油消耗率能够在指导优化船舶能耗的同时,也能够为船舶机械设备故障诊断提供有效依据。

(3)相比普通砂石,铁尾矿砂制备成本较高,产品价格竞争力较弱。应出台相应的法律法规,完善市场体系。

总体来说,加强铁尾矿砂综合利用的基础性实验研究是提升材料应用性能的根本,并实现铁尾矿由实验室研究到实际应用的转变。同时建立健全的市场体系和相关法律制度,促进铁尾矿砂的全面发展,解决铁尾矿砂在实际应用过程中的运行机制问题。

4展望

铁尾矿砂的二次应用,不仅解决了环境污染问题,而且实现了资源的可持续发展,具有十分重要的环境效益和社会效益。目前在铁尾矿砂混凝土方面大多注重于对混凝土的强度、和易性、抗渗性、工艺开展研究,在铁尾矿砂混凝土功能性方面研究较少。如何利用铁尾矿砂内部的有益金属离子以及颗粒表面的结构特征等,实现其在植被绿化混凝土、透水混凝土等功能性混凝土材料领域的应用,对于未来新型铁尾矿砂混凝土制品的开发具有重要意义。

1.2.3 其他药物 可酮替芬,或阿司咪唑、曲尼斯特等新一代H1受体拮抗剂,适用于季节性哮喘及轻症哮喘患者,也适用于β2受体激动剂不良反应者或联合应用[6]。还可采用白细胞三烯拮抗剂,如5-脂氧酶抑制剂、半胱氨酰白三烯受体拮抗剂,常用孟鲁司特,10 mg,1次/d,或扎鲁司特20 mg,2次/d。

参考文献

[1]候云芳,贾 鑫.铁尾矿砂对混凝土工作性的影响[J].粉煤灰综合利用,2013(2):27-30.

[2]蔡基伟,张少波,候桂香,王春梅,封孝信.铁尾矿砂对混凝土工作性和强度的影响[J].武汉理工大学学报,2009,31(7):104-107.

[3]赵秋宁,宋瑞旭.铁尾矿砂与机制砂复合在混凝土中的使用[J].商品混凝土,2014(9):55-56.

[4]张铁志,吴 进.铁尾矿砂在沥青混合料中的路用性能研究[J].公路,2015(6):207-210.

[5]刘春生,吴 进.掺铁尾矿砂的三种典型沥青混合料录用性能试验研究[J].工程技术,2018(8):92-93.

[6]宁宝宽,张俊祥,孟 晋,高晟全,刘振杰,庞 兴.废玻璃粉-尾矿砂混凝土的强度试验研究[J].矿产综合利用,2015(3):69-72.

[7]虞焕新,娄建永,郑林军.利用尾矿砂制备超高性能水泥基复合材料的研究[J].混凝土与水泥制品,2013(6):10-13.

[8]刘 冰.铁尾矿砂自密实混凝土3h内流动性变化的研究[J].赤峰学院学报(自然科学版),2017,33(7):78-79.

[9]汪刘顺.高性能铁尾矿砂水泥基灌浆材料耐久性及微观结构试验研究[D].合肥:合肥工业大学,2012.

[10]朱志刚,李北星,周明凯.梯级粉磨铁尾矿制备超高性能混凝土的研究[J].功能材料,2015,20(46):20043-20046.

文章来源:《赤峰学院学报(哲学社会科学版)》 网址: http://www.cfxyxbzzs.cn/zonghexinwen/2020/0514/339.html

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