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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(jìn)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(yàn)驗(yàn)證及工程實(shí)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(hù)的要求，河砂早已退出建筑舞臺，現(xiàn)在使用的大都是機(jī)制砂。機(jī)制砂涉及母巖、制砂機(jī)整形的問題。尾礦砂屬于機(jī)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(shí)伴有松油、凝劑、表面活性劑等有毒有害藥劑，長期堆存會(huì)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(huì)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(shí)施意見》中專門指出，全面推廣利用尾礦、廢石等生產(chǎn)機(jī)制砂石。尾礦廢石生產(chǎn)的機(jī)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(dá)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(huì)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(dá)到分散的目的，使微細(xì)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(tuán)。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(huì)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(dòng)，因此鐵尾礦作為砂漿材料使用，會(huì)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(gè)礦的尾礦砂相對來說還算比較穩(wěn)定，若采用兩個(gè)或以上不同礦的尾礦砂石，就會(huì)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(jìn)會(huì)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(shí)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(zhǔn)規(guī)范的中粗尾礦砂和細(xì)尾礦砂、天然砂、機(jī)制砂等進(jìn)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(shí)一定要經(jīng)過大量的科學(xué)試驗(yàn)驗(yàn)證，在驗(yàn)證砂源的前提下，進(jìn)行砂漿的試配工作驗(yàn)證，保證砂漿的各種性能符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，進(jìn)而保證施工的可靠性和工程質(zhì)量的優(yōu)異性。

機(jī)制砂

機(jī)制砂是指通過制砂機(jī)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(huì)有不同，但一定會(huì)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(zhǔn)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(jià)格相對較高。為降低生產(chǎn)成本，可將機(jī)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(yàn)原材料

試驗(yàn)及實(shí)際應(yīng)用的尾礦砂，均已經(jīng)過現(xiàn)場多個(gè)礦山尾礦初選，經(jīng)試驗(yàn)檢測合格后，再經(jīng)過第三方檢測機(jī)構(gòu)檢測。試驗(yàn)全過程經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)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(yàn)用砂

3.1.1尾礦砂與機(jī)制砂

本文所用的尾礦砂、機(jī)制砂都產(chǎn)自承德市隆化縣。包括鐵尾礦砂（S1）、細(xì)鐵尾礦砂（S2）、中關(guān)鐵尾礦砂（S3）和非尾礦機(jī)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(jī)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(yàn)選擇中關(guān)尾礦砂（S3）與隆化機(jī)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(jì)進(jìn)行詳細(xì)描述。鐵尾礦砂為工業(yè)廢棄物，屬于機(jī)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(huì)使砂漿需水量變大，從而導(dǎo)致水灰比改變，強(qiáng)度下降，保塑時(shí)間變短，使用性能變差。驗(yàn)收卸貨過4.75mm篩后，必須注意檢測亞甲藍(lán)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(zhǔn)，產(chǎn)品按照GB/T 251812019《預(yù)拌砂漿》及客戶要求進(jìn)行調(diào)整。砂漿實(shí)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(zhǔn)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(yàn)

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(yùn)輸、卸料，再攪拌后，現(xiàn)場筒倉內(nèi)會(huì)出現(xiàn)灰砂嚴(yán)重不均勻的情況，其使用性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)拌砂漿的各項(xiàng)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(shí)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(jìn)行描述。

4.1抹灰砂漿（WP-G M7.5

文中涉及配合比經(jīng)試驗(yàn)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(yàn)，各項(xiàng)性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求。（型檢報(bào)告編號：202208DC102-116，配合比設(shè)計(jì)要控制灰砂比，這只是筆者的建議，不在此對配合比設(shè)計(jì)進(jìn)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(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)配合比見表6，檢驗(yàn)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(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)配合比見表10，檢驗(yàn)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(yàn)驗(yàn)證，采用鐵尾礦加機(jī)制砂進(jìn)行的驗(yàn)證，以及工程的實(shí)際應(yīng)用，純鐵尾礦砂，有如下幾個(gè)問題，影響砂漿性能：

）鐵尾礦砂要不太細(xì)，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(qiáng)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(jìn)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(jìn)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(shí)刻對砂子、砂漿性能進(jìn)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(huì)對砂漿性能有不同要求，這就出現(xiàn)每個(gè)項(xiàng)目對砂漿使用要求的不同，這也是濕拌砂漿的另外一個(gè)難點(diǎn)，極有可能出現(xiàn)一項(xiàng)目一或幾個(gè)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(shí)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(rèn)可，民用私人使用者逐步增多，更是得到甲方的肯定。實(shí)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(huì)認(rèn)可。沒有完全一樣的配比，材料不同、配比不同，這需要試驗(yàn)、實(shí)際應(yīng)用以及到結(jié)構(gòu)上的耐久性能的三重驗(yàn)證。

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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(zhǔn)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(tuán)標(biāo)

《砂漿和混凝土用石屑》團(tuán)標(biāo)

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

【會(huì)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(huì)

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

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(huì)

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(yàn)檢測方法實(shí)操教學(xué)線上培訓(xùn)

【咨詢服務(wù)】

科技成果評價(jià)

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(rèn)證

[綠滿庭院]《HJ建筑圍護(hù)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(zhǔn)化試驗(yàn)室建設(shè)指南》圖書

混凝土技術(shù)發(fā)展中心（以下簡稱“中心”）隸屬建筑材料工業(yè)技術(shù)情報(bào)研究所，主要職能是跟蹤分析和研究國內(nèi)外混凝土行業(yè)科技前沿動(dòng)態(tài)，為全國混凝土行業(yè)開展技術(shù)服務(wù)工作，包括出版技術(shù)期刊、研究制定標(biāo)準(zhǔn)、開展技術(shù)咨詢、舉辦技術(shù)會(huì)議、承擔(dān)行業(yè)培訓(xùn)、從事認(rèn)證評價(jià)和開發(fā)研究等，中心是建材情報(bào)所主要業(yè)務(wù)部門之一。中心擁有員工10人，其中博士3人，正高職稱3人，副高職稱4人。中心掛靠的行業(yè)協(xié)會(huì)分支機(jī)構(gòu)包括中國散裝水泥推廣發(fā)展協(xié)會(huì)混凝土專業(yè)委員會(huì)、中國散裝水泥推廣發(fā)展協(xié)會(huì)預(yù)制建筑產(chǎn)業(yè)專業(yè)委員會(huì)、中國砂石協(xié)會(huì)建筑固廢利用分會(huì)、建筑材料工業(yè)技術(shù)情報(bào)研究所雙碳研究中心。依托中心成立的平臺有預(yù)拌混凝土質(zhì)量追溯公共服務(wù)平臺、混凝土行業(yè)數(shù)字化服務(wù)平臺、中國商品混凝土行業(yè)企業(yè)專家委員會(huì)（擁有200余名行業(yè)一線專家）、北京砼享未來工程技術(shù)研究院（會(huì)員制技術(shù)和管理服務(wù)）。

中心每年參與多個(gè)混凝土技術(shù)咨詢和技術(shù)服務(wù)項(xiàng)目，包括雄安新區(qū)混凝土項(xiàng)目咨詢、河北省多個(gè)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(gè)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(rèn)證和科技成果評價(jià)工作。

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

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