全尾砂新型胶凝材料的配合比优化.pdf

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1、2013年第9期混凝土与水泥制品2013No．99月CHINACONCRETEANDCEMENTPRODUCTSSeptember全尾砂新型胶凝材料的配合比优化魏微．高谦(1．北京科技大学土木与环境工程学院，100083；2．金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室)摘要：选取水淬高炉矿渣为主要原料，石灰加脱硫石膏为复合激发剂，添加少量氯化钙制成全尾砂新型胶凝材料，以其完全取代矿山胶结充填中使用的胶结剂水泥。采用设计4因素3水平的正交试验，考察了石灰、脱硫石膏及氯化钙添加量对全尾砂新型胶凝材料充填体强度的影响．获得了制备全尾砂新型胶凝材料充填体2

2、8d强度的最佳配合比。结果表明，全尾砂新型胶凝材料充填体在最佳配合比条件下28d的单轴抗压强度为2．944MPa，是相同条件(浓度、胶砂比、龄期)下42．5IL水泥胶凝材料充填体强度的7．5倍，可以取代水泥作为全尾砂胶结剂。关键词：正交设计；全尾砂；胶凝材料；配合比；强度’Abstract：Forreplacingtraditionalcement，anewtypeofwhole-tailingcementitiousmaterialsisdesignedandpre—paredbyusingwaterquenchingblastfurnace

3、slagasmainmaterialaswellaslimedesulphurizationgypsumascompositeactivatorandaddingcalciumchloride．Usingtheorthogonaldesignmethodof4factorsx3levels，theoptimalmixpropor—tionforpreparingthewhole—tailingbackfillbodywereobtainedbystudyingtheeffectsoffollowingfactors，suchaslime，des

4、ulphurizationgypsumandcalciumchloride．rrheresultsshowthatthe28dstrengthofthewhole—tailingbackfillingbodyis2．944MPausingtheoptimummixproportion．whichis7．5timesthanthatof42．5Rcementitiousbackfillingbodyunderthesameconditionofconcentration，cement-sandratioandages．Therefore，thew

5、hole-tailingcementitiousmaterialcanreplacecementasthecementationmateria1．Keywords：Orthogonaldesign；whde—tailing；Cementitiousmaterials；Mixproportion；Strength中图分类号：TD05文献标识码：A文章编号：1000—4637(2013)09—78—030前言胶结材料。水泥不仅污染环境而且成本高．要占充矿产需求量随着工业社会的飞速发展而迅速填成本的50％以上，而充填成本又占采矿成本的一增加，矿产资源

6、大规模开发的同时，大量固体废弃半左右l6l。高额的充填成本严重制约了胶结充填技物被排放在地表。废弃物的排放占用土地，浪费资术的应用，充填技术的发展需要切实解决的关键问源，破坏环境，引发安全问题。减少甚至取消矿山固题之一是降低充填费用、提高充填强度【7】。司家营铁体废物的排放，重新利用固废、变废为宝，保护矿区矿矿山的尾砂为超细尾砂．前期强度试验证明，水生态环境越来越受到世界各国的重视。矿山排放的泥对其胶结能力差，试块强度低。如果通过提高胶固废大部分是尾砂，利用尾砂废料回填采空区不仅砂比来满足充填体的强度要求，势必会大大增加充能减少甚至消除固废的排

7、放、保障采矿作业安全、填采矿费用，降低矿山开采的经济效益。为了降低保护地表完整、消除安全隐患，而且能保护远景资充填成本，提高充填体强度，实现矿山的无废开采，源、提高地下资源回收率，促进采矿业与环境、安全本课题组以高炉水淬渣为主要原料，研制开发出了和资源的协调发展[1-5]。适用于司家营铁矿胶结充填法开采的绿色、环保、司家营铁矿地处冀东平原，地表拥有大量村庄低成本、高强度的全尾砂新型胶凝材料替代传统的农田，且矿床地下水丰富，地表不允许塌陷，同时还水泥胶凝材料。本文通过正交设计试验确定了胶凝要考虑减少矿山废弃物占用耕地．因此。该地区在材料的最佳配比

8、，可为类似矿区的开发提供借鉴。建矿山的矿床全部采用全尾砂充填开采。据统计，1新型胶凝材料正交设计试验方案水泥是我国地下矿山采用胶结充填法开采的主要1．