尾矿砂在城市道路中的利用与环境保护浅谈..doc

尾矿砂在城市道路中的利用与环境保护浅谈 石家庄市市政建设总公司 程文长 摘要：本文在对尾矿砂进行试验分析的基础上，阐述了尾矿砂在城市道路基(垫)层应用中的二灰砂配合比设计，并说明该研究成果可获得良好的经济效益和社会效益，以及环保意义。 【关键词】 尾矿砂 城市道路 应用技术 1、概述 我国是一个矿业大国，煤炭、钢铁、有色金属等产量均排于世界前列。由于大量的矿山开采，矿山废弃物的处理、堆存和综合利用，一直是专业技术人员研究的一个重要课题。据不完全统计，目前我国发现的矿产有150多种，开发建立 了8000多座矿山，累计生产尾矿 59．7亿 t。大量尾矿不仅占用了土地和造成了资源的浪费，而且也给人类生活环境带来了严重污染和危害，破坏生态平衡等问题，现已受到了全社会的广泛关注．由于矿山尾矿多已磨至0.15～0.07 mm以下，储存于尾矿坝中或就近排入河道、山谷、低地，常渗流溢出，刮风扬尘，严重污染水、土和空气．未复垦的尾矿库表面的沙尘可被风吹到库区周围，有时甚至形成矿尘暴，见水则容易形成泥沙流，破坏其周边的生态环境。大力开展尾矿资源综合利用，提高资源利用效率，有着十分重要的经济意义和社会意义． 铺路材料、黄沙替代品等是最基本的建筑材料，对化学成分没有严格要求，只要求材料有一定的硬度和粒度．这种产品一般用量较大，可以弥补价格较低的缺点，同时无需再加工．另一方面，大量出售这种产品，可以解决尾矿堆场紧张的困难．一般情况下，用尾矿做充填料，费用较低，仅为碎石水泥充填费的1／4～1／l0。 2、尾矿砂用于垫层和基层 2.1、尾矿砂性能 尾矿砂最大粒径为0．30mm，小于0．075mm以下含量为 10．7％，不均匀系数为2，属不良级配，视比重均大于砂类及粘土，而空隙率小于粘土大于砂类。由塑性指数可知，尾矿砂具有一定的塑性，但由于其特殊的化学成份的存在，粘土矿物颗粒含量较少，表现出亲水性很弱、透水性很好等特点。在不同烧失温度中的尾矿砂和粉煤灰，前者在700℃时烧失量低于后者，而到800℃时才开始有明显差别，这说明在通常条件下，尾矿砂要比粉煤灰 稳定。从颗粒级配的角度分析，尾矿砂用于垫层远不如山场碎石土，但是作为城市道路，由于其路基类 型的特殊性，尾矿砂受到四面侧限作用，荷载传人土基的强度一般较弱；根据荷载应力分布情况可知应力随深度的增大而减小 ，地下水位不高，且基底为粘土层，尾矿砂填充这样的软土地基完全是可行的。 2.2、二灰砂配合比设计 (1)配合比设计原则为：早期无侧限抗压强度达 0．5MPa；节约石灰用量，尽量不掺水泥；二灰砂的最大干缩应变尽可能地减少到最低程度。 由于二灰砂、混合料的配合比设计目前还没有 相应的技术规范可依据，本试验结合以往的施工经验，参考二灰土及二灰碎石配合比，进行了标准击实试验。 表 1标准击实试验结果 配合比例 （石灰：粉煤灰：尾矿砂） 最大干密度 （g/c rn3） 最佳含水量 （%） 10：30：60 1.79 16.0 8：12：80 1.84 12.8 8：22：70 1.83 13.0 从表1可见：10：30：60的配比，最大干密度明显下降，这说明二灰掺量较多。有关资料表明，细料参量越多，其最大干缩应变越大，因此仅对其它三种配比进行无侧限抗压强度试验。 (2)按 100％的压实度成型，试验结果见表 2。 表 2 无侧限抗压强度检测结果 配合比例 （石灰：粉煤灰：尾矿砂） 7d （MPa） 28d （MPa） 60d （MPa） 90d （MPa） 8：12：80 0.76 1.36 2.82 4.21 8：22：70 0.81 1.40 2.81 5.01 (3)为了具有可比性，分别进行了二灰土和二灰碎石的标准击实和抗压强度试验，试验结果见表 3、 表 4。 表 3 二灰土击实、无侧限抗压强度试验结果 配合比例 （石灰：粉煤灰：土） 最大干密度 （g/ c rn3） 最佳含水量 （%） 7d （MPa） 28d （MPa） 90d （MPa） 8：12：80 1.60 13.8 0.70 1.00 1.93 8：22：70 1.55 15.6 0.65 1.05 2.15 8：40：52 1.42 22.0 0.53 1.07 2.28 表4 二灰碎石击实、无侧限抗压强度试验结果 配合比例 （石灰：粉煤灰：碎石） 最大干密度 （g/ c rn3） 最佳含水量 （%） 7d （MPa） 28d （MPa） 90d （MPa） 8：12：80 2.06 9.0 1.12 3.15 5.90 2.3、实验结果分析 (1)由表2可看出，尾矿砂不宜掺量过多，若掺 80％即使石灰用量提高到8％，也无法使早期及后期强度增大，原因是尾矿砂掺量过多其相