尾矿做建筑用骨料的应用研究

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摘要：本文综述了利用尾矿生产建筑骨料的产生背景，研究了尾矿骨料的材性及在混凝土及其制品中的应用，介绍了其研究应用的可喜成果与意义，并提出了开发尾矿骨料需解决的若干问题

　　关键词：尾矿尾矿骨料骨料建设骨料混凝土

　　一、解决建筑骨料资源迫在眉睫

　　建筑用骨料是混凝土及其制品的基本组成材料,也是消耗自然资源最大的材料，据不完全测算，全国每年建筑骨料用量约为50多亿吨。目前我国大多数地区应用的骨料仍是天然砂石，天然砂石资源是一种地方资源、是短时内不可再生和长距离运输的，可以断言，建筑骨料的供需矛盾今后将更为突出，不仅价格会越来越高，同时要影响工程建设的进展与质量。

　　由于砂石资源短缺，价格上涨，在经济利益的驱使下，出现了无偿、无序、无度的“三无”混乱开采局面，非法盗采砂石的现象屡禁不止，河道挖砂石影响了堤岸安全、河势稳定、防汛排洪、水路交通与有关设施，因挖砂而导致桥毁路断的消息屡见报端；城市丘陵山地石料场的开采，严重破坏了自然山体的景观和绿色植被，遭致边坡失稳和城市景观的破坏。另外，天然砂石在生产、贮存、和运输过程中还造成对空气和环境的污染，给国民经济造成严重损失。

　　为此，2001年10月25日，国务院颁布了《长江河道采砂管理条例》。2003年5月底，北京市全面关闭了市行政区内的河道采砂。2003年6月起，兰州市实施了城市规划区黄河河道采砂管理暂行规定。2003年重庆、江西、安徽等省市都相应出台了河道采砂管理办法。总的措施是，打击乱采滥挖，采取采砂许可证制度，限时、限量、限区域开采。虽然河道采砂石得到了初步整顿，但并未从根本解决砂石资源问题。天然砂资源紧缺，寻求替代材料迫在眉睫。

　　二、尾矿资源丰富待用

　　我国有大量的金属矿和非金属矿，前两年统计，共有国有矿山1万多座，乡镇集体及个体矿山28万个，在采矿和加工过程中伴随产生约20%—80%的尾矿，有相当尾矿没有合理利用，共存各类尾矿约有上百亿吨，占地100多万亩。这些尾矿一般都堆积在矿山的周围，占用土地、损伤地表，破坏土壤、危害生物，淤塞河床、污染水质，飞扬粉尘、污染大气，特别是尾矿坝逐年增高，极易滑坡，造成对人身和财产的侵害，危害很大，仅近一年的时间，山西、河北、陕西等地的尾矿溃坝见报的就发生3起，造成31人死亡。另外，尾矿维护、管理、运行费用大，据报道，我国每年要花费10—15亿元堆放尾矿。

　　尾矿作为固体废弃物是一个相对的概念。随着科学技术的进步，废物成为资源已被人们接受，资源的二次利用日益被人们所重视。但如此大量的资源，没有大批量的利用方法也是难以处理的。如果把尾矿利用与建筑用骨料生产结合起来，把尾矿制成建筑骨料，即解决了尾矿的出路问题，又解决了建设用骨料资源问题，是一举两得的好事。

　　三、尾矿骨料的研究应用结果

1、尾矿做建筑骨料的材性可行性研究

　　在混凝土及其制品中骨料占体积的70%～80%，因此，骨料对混凝土的性能有重要的影响。但在大多数情况下并没有对岩石的矿物类型本身有特殊的要求，不按其矿物成分分类。建筑用骨料需要具有足够高的硬度和强度、良好的级配和粒形，不含有害杂质、粘土和有机物等杂质，化学稳定性好，用于民用建筑的骨料还要具备低的放射性。

　　目前，作为建筑骨料的尾矿多为铁矿和石灰石矿的废弃物，尾矿成分绝大部分为硅质和钙质氧化物，笔者依据国标GB/T14684《建筑用砂》、GB/T14685《建筑用卵石、碎石》对几个地区的尾矿进行了检验，由于骨料的颗粒级配、针片状含量、石粉含量、泥块含量这些指标是可以在生产过程中通过改变设备和工艺参数来调整和控制的，对尾矿能否制建筑骨料无决定影响，而强度、有害物质、坚固性是判定尾矿能否制建筑骨料的关键，碱骨料反应及放射性是决定建筑骨料使用场合的指标，故将有关此类指标的部分检验数据列于表一。表一略.

　　注1：表中所列国标要求均为Ⅲ类要求,有/者，/前为砂，/后为石，没/砂石一致，数据为平均值。

　　*注2、*注3、*注4：所检的样品中少数样品有潜在碱集料反应

　　从表一可以看出，绝大多数尾矿制成的骨料材性是合格的，少数存在碱集料反应的尾矿可以通过原料选择和控制骨料使用范围来解决应用问题。当然，从另一方面也说明了，并非所有的尾矿都能用来制建筑骨料，在建筑骨料的生产中应加强对原料的检验，以保障建筑骨料的质量。

　　2、尾矿配制混凝土及制品的研究

　　尾矿骨料由于其颗粒级配、粒形甚至颜色都与天然骨料有明显的不同，在全国推广使用还较少，大多数的使用单位还不认识和不接受尾矿骨料，特别对尾矿砂的使用陌生。其实，天津市87年就在近万米的工程上使用了首钢迁安矿山的尾矿人工砂，北京市96年也在住宅工程、工业厂房和道桥工程上应用了河北三河的尾矿人工砂，不仅在当时取得了良好的经济效益，而且，到目前工程质量依然良好。