矿渣部分替代天然砂在商品混泥土中开发与应用

矿渣部分替代天然砂在商品混泥土中开发与应用

范吉宝

新疆天山筑友混凝土有限责任公司新疆乌鲁木齐8300001

摘要：我公司为应国家号召保护环境、节能减排、低碳、绿色生产为主，2014年本公司充分利用炼钢产生的工业废渣——矿渣，把它作为商品混凝土生产原料，以减少对天然原料的开采，节能减排，保护不可再生的资源，为能源和生态环境做贡献。

关键词：矿渣；混凝土；和易性；抗压强度；应用

前言

随着钢铁工业的迅速发展，高炉矿渣将日益增多，这不仅占用田地、污染环境，而且为了处理这些废渣，国家还要花巨资、投入大量人力、物力，因此重矿渣的再生利用非常迫切。由于重矿渣是一种质优价廉的建筑石材，经开采和加工，可代替碎石和砂子用于建筑工程中。经大量实践证明，重矿渣的再生利用是一项利国利民的任务，尤其用于混凝土中能保护环境、节约资源、降低混凝土的成本，具有重要的经济意义和社会意义。

1、主要开发、试验内容

此项目的实施是在商品混凝土生产过程中，加入适量的高炉矿渣代替部分水洗砂作为细骨料，增强了混凝土的密实性，降低了胶凝材料的用量，提高和稳定了混凝土质量，减少混凝土单方混凝土重量，从而降低单位体积的建筑构件的自身负荷。同时降低商品混凝土生产成本（1.5元/吨左右），有效地改善商品混凝土的性能。实践证明，合理利用高炉矿渣代替部分水洗砂作为细骨料的同时商混站可节能减排，降低成本，确保质量的重要突破，也是一项崭新的生产和应用技术。

本次项目研发主要分四个步骤进行：

第一步：首先，对矿渣和天然水洗砂分别进行紧密密度、堆积密度、表观密度、细度模数以及堆积密度、紧密密度的空隙率和天然砂的含石量检测。

矿渣为昆仑钢铁生产的矿渣；矿渣的含水率为：6.2%；吸水率为：1.3%；水洗砂为昌吉王陆峰砂厂生产的水洗砂。水洗砂的含石量为：22%；吸水率为：1%；含水率为：4.2%；

通过C20、C25、C30、C35四个等级实验结果得出矿渣掺加量越大，生产需水量越大，混凝土和易性较差、塌落度损失大，后期强度偏低。实验证明；当混凝土中参加适量的矿渣代替部分水洗砂（10-20%）的时候混凝土各项性能稳定、强度发挥良好均达到设计要求，满足生产施工实际要求。

但在实际生产过程中我们还必须观加强察施工现场混凝土质量变化情况，从而杜绝混凝土在生产过程中的质量波动。

2、渣代替部分水洗砂生产混凝土的质量控制需要注意事项：

（1）为了规范商品混凝土质量管理工作，积极推动公司商品混凝土产业的稳定和持续发展，增强企业质意识，强化过程管理控制，特制定了商混生产的质量管理程序。总站实验室负责对商品混凝土实验室进行质量监督管理，并负责对各分站产品过程控制监督和检查，根据商混公司质量管理制度对混凝土生产过程中的违规操作进行考核。检查考核内容包括原材料质量、生产质量检查（包括随机质量检查）、商混对标情况、日常质量管理工作、技术服务、信息传递等方面的内容。

（2）商混站要确保各种进厂原材料的储存量，能够满足预拌混凝土连续生产的要求。预拌过程中加强过程检查，避免各种原材料混料、混仓。原材材料的取样严格按照批量、批次取样，试样的制作必须规范。确保原材料的品种、规格、数量和仓位的准确性，生产开始时，除需对混凝土开盘鉴定外，还需对混凝土运输车进行检查或抽查，以确定不存在对混凝土质量造成影响的因素。生产车间在打料时要考虑浇筑部位、输送方式、运送距离、交通状况等因素，合理协调车辆的使用；避免混凝土长时间等待，造成无法满足浇筑要求退车或者是随意加水造成质量隐患和事故。

实验室检验流程：

原材料检验——测定砂石含水量、含泥量——根据生产任务单下达施工配合比并进行调整——开盘鉴定——做塌落度——制作试块（在冬季施工时需测水温和混凝土出机及入模温度）——跟踪现场观察——到期龄28天抗压——出具实验报告。

3、操作参数的确定

对商混生产操作的关注。首先要制定相对合理、完善的考核制度，对操作员的操作给予正确指导，创造一种良好的工作氛围，其次是密切关注现场施工状况将信息反馈给操作工及时作出相应的调整。

A、严格控制混凝土的塌落度。（1）、操作工应严格执行实验室下达的配合比进行配料，准确均匀地将拌合物投入到搅拌车滚筒内。在搅拌工序中，拌制混凝土拌合物的均匀性应符合GB50164-92的规定；（2）混凝土搅拌最短时间应符合设备说明书的规定。根据公司搅拌设备情况，每盘搅拌时间不少40秒，有特殊要求的混凝土，应根据实际情况适当调整搅拌时间。（3）、检测砂含水率每一工作班不应少于一次，特别是当雨天含水率有显著变化时，应增加检测次数，根据检测结果调整用水量。（4）、在生产过程中，质检员必须密切注意观察混凝土的流动性、保水性、粘聚性、混凝土的含气量、混凝土拌合物经时损失、混凝土的凝结时间等等。

4、项目的经济、社会效益及市场推广应用的前景：

（1）、经济效益

应当地的砂石料资源较少，采购需到方圆60公里的地方拉运，砂石料到位成本较高，而我公司附近不到1公里的地方有个钢铁厂，产生大量的矿渣。若运用矿渣替代部分水洗砂技术，每年可节约成本62万元。经济效益和社会效益都非常可观。

（2）、社会效益

矿渣替代部分水洗砂生产混凝土，从长远看一方面给企业带来一定的经济效益，另一方面减少对水洗砂的消耗量，间接的减少了天然资源的开采量，保护了自然生态环境。

（3）、推广应用前景：

通过对矿渣和水洗砂的紧密密度、堆积密度、表观密度、细度模数及相应的空隙率的检测和测定，根据检测和测定的结果初步确定搭配方案。利用工业废渣-矿渣替代部分水洗砂，减少资源的消耗和对自然环境的保护，具有良好的社会经济效应。可降低单方混凝土自身重量，降低工程中单位体积各建筑构件的自身负荷，使整体工程使用安全性能得以提高。