利用金矿尾矿生产加气混凝土的试验研究

1、利用金矿尾矿生产加气混凝土的试验研究虾荣华，朱敏聪，朱申红，李秋义(青岛理工大学，山东 青岛 266033) 摘要：研究利用金矿尾矿制作加气混凝土。尾矿加气混凝土的最佳配比为：尾矿63、石灰25、水泥10、石膏2，外加剂最佳掺量为40gm3，最佳水料比为058；尾矿最佳细度为200目筛余l75：最佳蒸压制度为：升温时间3h，恒温时间8h，最高蒸压温度205，降温时间25h。所制备出的尾矿加气混凝土平均密度为6978kgm3，平均出釜抗压强度为632MPa，符合A50、B07级加气混凝土合格品的要求。 关键词：金矿尾矿；加气混凝土；最佳配比；可行性 中图分类号：TU5223+2 文献标识码：A

2、文章编号：1001-702X(2008)01-0022-040 前 言 加气混凝土是一种内部均匀分布着大量微小气泡的轻质混凝土，目前厂泛应用于建筑行业，主要原材料是各种富硅材料，石灰、石膏、水泥等碱性激发剂及铝粉等发气剂。其力学性能和耐久性主要取决于反应生成物的种类、数量及其比例，而生成物的种类和数量又受尾矿的成分、粒度、物料配比、成型条件、养护制度等工艺条件影响。提高加气混凝土强度主要取决于如下因素1： (1)严格控制原材料质量及各项工艺参数，提高混合料的均匀性及预反应能力。 (2)有良好的孔结构，气孔大小均匀。 (3)加气混凝土坯体在蒸压养护之前有较好的预养能力，提高坯体早期强度。 (4)

3、提高尾矿与石灰的反应率，使水化产物生成充分。1 原材料11 硅质材料 试验采用山东某金矿自然粒级的尾矿，预先磨细至200目筛筛余小于15。尾矿的化学组成见表1，颗粒级配见表2。12 钙质材料 (1)石灰：采用市售生石灰，磨细至200目筛筛余小于15，有效CaO含量大于80，消化时间为34min，消化温度90cC，属快速消化石灰。 (2)水泥：采用市售P0325普硅水泥。13 其它材料 (1)发气剂：GLS-70水剂型铝粉膏。 (2)外加剂：加气混凝土专用外加剂。 (3)调节剂：石膏。2 条件试验21 配合比的确定 在配料计算时按水泥石灰砂系统配比给定原材料的配比范围2：水泥5-15、石灰15-

4、35、石膏1-3，考虑到石膏作为调节剂及尾矿中A1203含量较高的因素，选定石膏掺量为2。考虑到铝粉稀释时粘附在烧杯壁上的损失，选定掺量为008。加气混凝土专用外加剂的加入量暂定为40 m。水料比暂定为06。 根据钙硅比由高到低以及石灰与水泥的比例由高到低的原则设计试验方案，并对制备的加气混凝土试块进行性能测试，详见表3。 从表3可看出，石灰用量在25-30，水泥用量在10-15时，制品发气比较正常，抗压强度也较高。考虑到最大限度的利用尾矿以及制品的密度、抗压强度等因素，确定E5为最佳配比方案。22 最佳尾矿细度的确定 试验选取的配比是m(尾矿)：m(石灰)：m(水泥)：m(石膏)=63：25

5、：10：2，浇注温度45-50，养护温度45。控制球磨机磨料时间分别为15、20、25、30、35、40rain，采用负压筛法检测200目筛余量，分析尾矿细度对加气混凝土强度的影响，并检测其成品的抗压强度及密度，结果见表4。 由表4可看出，加气混凝土制品的抗压强度随尾矿细度的增加而提高。当尾矿经35rain粉磨时，增强效果最佳。可见，细度对尾矿水化速度有显著影响。考虑到时间、能耗等因素，确定后续试验中尾矿的粉磨时间为35min。23 外加剂掺量的确定 试验采用加气混凝土专用外加剂，其掺加量一般在30-50gm，但最佳掺量需通过试验确定，试验配比为m(尾矿)：m(石灰)：m(水泥)：m(石膏)：

6、m(铝粉膏)=63：25：10：2：008，浇注温度4550，养护温度45。外加剂的试验掺量为：0、20、30、40、50gm3，检测结果见表5。 由表5可看出，外加剂用量的变化对加气混凝土的密度并没有太大影响，而对加气混凝土的抗压强度影响较大。考虑到产品强度要求及成本，确定外加剂掺加量为40gm3。24 水料比的确定 水料比是加气混凝土制品浇注稳定性的重要参数。目前，还没有可确定水料比、密度、料浆流动性及稳定性之间的关系式，最佳的水料比要通过试验确定。水料比对制品性能影响见表6。 由表6可看出，水料比过大或过小都会导致制品强度降低。水料比为058时的产品出釜强度最高，但密度偏大，水料比为06

7、0065时，出釜强度下降很快，这是由于料浆黏度变小，保气性差，气体容易浮升逃逸。选择最佳水料比为058。25 蒸压制度251 升温时间 试验固定恒温时间7h，最高蒸压温度200t，采取自然降温(3h左右)至100后开釜，升温时间分别在2、25、3、35h左右进行试验，结果见表7。 由表7可看出，升温时间越长，制品的抗压强度就越高(为了更直接反映时间对强度与密度的综合影响，将强度换算到密度1000kgm3时的比强度)，对密度的影响不明显。根据结果综合考虑，选定最佳升温时间为3h。252 恒温温度与恒温时间 (1)恒温温度 试验固定升温时间3h，选取180、190、200、205、2105个恒温温

8、度，恒温时间7h，采取自然降温(3h左右)的蒸压制度，试验结果见表8。 由表8可看出，当恒温时间7h，蒸压养护温度在180205时，制品强度随养护温度的提高而提高，在200210内养护能够取得很好的养护强度，并在温度达到205时，制品比强度达到最大值746。温度升高到205以后，温度提高，制品的强度增长缓慢。当温度达到210t时制品的比强度为725。说明养护压力的增大提高了制品的强度，但当温度增加过高时，对制品又有不利的影响。故最佳恒温温度取205。 (2)恒温时间 试验固定升温时间3h，恒温温度205cC，选恒温时间分别为5、6、7、8、9h，采用自然降温(3h左右)至100以内开釜，试验结

9、果见表9。 由表9可看出，恒温时间保持在59h时，均可以生产出满足要求的制品，制品的抗压强度随时间的增长而增强，8h时达到峰值，随后时间增加强度反而稍有下降。确定最佳恒温时间为8h。253 降温时间试验固定升温时间3h，恒温温度205，恒温时间8h，降温时间分别选用1、2、25h和自然降温3h，试验结果见表10。由表10可看出，采取自然降温时制品的强度最高，出釜强度达到642MPa，另外：降温时间越长，制品的抗压强度会相应提高。自然降温的试块出釜强度最大，降温25h的试块出釜强度只比自然降温的低004MPa，密度却低了许多。确定最佳降温时间为25ho3 综合条件试验 试验研究的目的是在确保浇注

10、稳定的前提下，确定出最佳的配比、尾矿细度、外加剂掺量和蒸养制度。鉴于上述的试验结果建立在单因素试验的基础上，通过筛选获得的。因此，按试验最优条件确定综合方案：尾矿63，石灰25，水泥10，石膏2，外加剂40Km3，水料比058：尾矿最佳细度为200目筛余175；最佳蒸压制度为：升温时间为3h，恒温时间为8h，最高蒸压温度为205，降温时间25h。 样品用70mm70mm70mm模具压制成型，检测结果见表11。 从表11可看出，主要指标抗压强度和指标均达到GB119682006蒸压加气混凝土砌块规定的A50、B07级加气混凝土合格品的要求，表明采用金矿尾矿制备加气混凝土制品是可行的。4 结 语 (1)利用金矿尾矿制作加气混凝土是可行的，产品属低能耗、环保型新型墙材，具有节能、节土的优点。 (2)金矿尾矿加气混凝土最佳配比为：金矿尾矿6