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铁矿尾矿处理［摘要］为探讨铁矿尾矿砂砾复合固结稳定基层材料的路用性能，确定 施工参数，优化施工工艺，跟踪观测实际使用效果，同时分析材料规模化 应用的可行性及社会经济效益，本文以辽宁省朝阳县的朝大线油路工程为 例，对铁矿尾矿砂砾基层复合固结稳定技术应用作以实践性研究关键词：铁矿尾矿砂砾基层复合固结研究应用公路作为国民经济与社会发展的重要的基础设施，在我国的现代化建 设中具有举足轻重的地位，随着国民经济的日益增长和公路事业的发展， 对建筑用砂砾材料用量越来越大，如何缓解需求矛盾，减少砂砾材料用量， 提高基层强度，降低工程成本，减少对自然环境的破坏已经成为公路工程 建设者的研究课题我国是矿业大国，尾矿是采矿业在一定技术经济条件 下排出的废弃物，但同时又是潜在的二次资源朝阳县境内矿产丰富，尾 矿砂较多的实际情况，决定采用尾矿砂做路面基层主要材料，天然砂砾做 尾矿砂骨料，改善尾矿砂的级配状况，并应用固化剂和水泥一起形成复合 固结材料，提高基层的整体固化稳定效果我们结合朝大油路工程施工， 对其进行实践性研究应用朝大线是县级公路，公路等级为三级，路基宽8.5m，路面宽度为7m， 20cm天然砂砾垫层，25cm水泥稳定砂砾基层，5cm中粒式沥青混凝土面 层，试验段500m基层，外加剂采用吉林中路新材料有限责任公司配制的 ZL-2A型土质固化剂。

一、材料准备工作、技术数据和施工方法1、原材料选定选择合格的原材料，并对原材料进行试验，主要有水泥、尾矿砂和砂 砾水：清水或饮用水水泥：水泥做胶结材料，在整个应用过程中起着 至关重要的作用，所以各项指标要符合要求，根据试验结果，采用辽宁东 鑫水泥有限公司生产普通硅酸盐水泥，级别为32.5级质量检测结果均 满足现行规范要求砂砾：级配和压碎值等符合要求固化剂：吉林中路 新材料有限责任公司生产的土质固化剂是一种电离子溶液类固化剂，是高 浓缩的酸性溶液，具有很强的氧化、溶解能力，并含有多种分散剂和无机 化合物，可将土质中的矿物和土质分子分解，使其重新结晶形成高价金属 的盐类，产生新的化学键，同土壤颗粒表面发生交联，以保持土壤持久稳 定采用土质固化剂可以替代大量的石灰、水泥、粉煤灰、碎石、砾石等 传统筑路材料，本次朝大线施工采用ZL-2A型土质固化剂产品2、施工配合比设计根据朝阳县公路管理段与吉林中路新材料有限责任公司就尾矿砂和固 化剂的研究，结合朝大线路面基层水泥稳定砂砾厚度25cm，确定了以下 试验方案：以尾矿砂为基层主料，天然砂砾为辅料，综合考虑经济效益， 砂砾用量要小于尾矿砂用量，固定砂砾用量为40%，水泥与尾矿砂用量占 60%；固化剂掺量按拌和料重量比选取0%、0.01%、0.02%、0.03%；水泥 剂量按拌和料重量比选取3%、3.5%、4%、4.5%；以最佳含水量状态下的7 天无侧限抗压强度为主要指标确定配合比，兼顾部分试验偏差，7天无侧 限抗压强度在3.0-3.5Mp范围的配合比为备选配合比，对其进行主要材 料（不计水）成本比较，最终确定材料成本最低的配合比为理论配合比:水 泥：尾矿：砂砾+固化剂=4： 56： 40+0.02%。

该理论配合比经试验室试验 检测各项预期指标均符合要求；其最佳含水量9.2%,最大干密度为 2.25g/cm33、按普通公路沥青路面基层施工工艺和施工方法铁矿尾矿砂砾复合固结稳定基层的施工方法与水泥稳定砂砾基层的施 工方法基本相同，施工中关键要控制好固化剂的掺量和水泥用量，准确测 定混合料中尾矿砂和砂砾天然状态下的含水量及用量，精确计算出每吨拌 和料的外加用水量，将固化剂均匀稀释到该外加用水量里考虑到拌和料 在拌和、运输、摊铺和碾压过程中的水分损失，将最佳含水量提高1一2 个百分点采用厂拌法施工，具体施工工艺流程如下：（1） 准备下承层：路面垫层完工后经检验合格2） 施工放样：准确测量放样，做好基层培槽施工3） 拌和料拌和：基层采用厂拌机摊的方法，工地实验室准确测定 混合料中尾矿砂和砂砾天然状态下的含水量，根据理论配合比确定单位重 量拌和料的水泥、尾矿、砂砾用量和外加用水量，并在外加用水量中加入 单位重量拌和料所需的ZL-2A型固化剂用量，并均匀稀释施工现场测定 的单位重量拌和料所需各项材料用量比即为施工配合比，施工配合比受含 水量大小的影响，每台班略有不同，当含水量有变化时须重新确定施工 配合比确定后，在稳定土拌和站的操作台控制室设定各项材料的流量比， 即可进行拌和料拌和。

新拌制的混合料须进行水泥用量和含水量测定，不 符合要求时重新进行调整4） 拌和料运输：选定合适的运输线路，必要时进行维护运输车 选择车况好的车辆，避免运输中途出现故障拌和料运输须做好覆盖，减 少水分损失和雨淋5）拌和料摊铺：拌和料运到现场要及时摊铺，摊铺机械用1台自 动找平并具有振夯实功能的大功率摊铺机摊铺基层施工前，应对下承层 进行彻底清扫，清除各类杂物及散落材料，用土培好路肩，水泥稳定基层 摊铺时，要保证下承层表面湿润两侧设基准线控制高程，并控制好厚度、 宽度、平整度摊铺机行进速度要均匀，中途不得变速，其速度要与拌和 机拌和能力相适应，最大限度地保持均速前进，摊铺不停顿、不间断6) 碾压：拌和料摊铺后，应立即在全宽范围内进行碾压，选用 20t以上吨位的振动压路机.碾压时先静后振、先轻后重、先快后慢，先 两边后中间进行碾压，一般碾压6-8遍；曲线设有超高时，应由内侧向 外侧进行碾压压实后表面平整、无轮迹或隆起，且断面整齐，路拱符合 要求严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上“调头”和急刹车，以 保证结构层表面不受破坏碾压后经质检人员检测，若压实度不合格，应 及时补压，直至合格为止7) 养生：要封闭交通养生7天，使基层表面始终保持湿润状态； 初次养生避免洒水量过大。

二、铁矿尾矿砂砾复合固结稳定基层厂拌法施工注意事项(1) 下承层表面应平整、坚实，具有规定的路拱下承层的平整度 和压实度应符合规范要求；(2) 各种材料必须满足技术规范和设计要求；(3) 各种材料用量要按照配合比严格控制；准确测定材料含水量和 计算外加用水量；稀释液浓度应大于1： 504) 拌和料从出料到碾压成形时间不大于水泥终凝时间和固化剂初 期固结时间(一般小于3小时)5) 拌和时间要加长，出料速度要放慢，以利于拌和料拌和均匀6）施工时必须采用流水作业法，使各工序紧密衔接，避免中途间 歇停顿7）严格按《公路路面基层施工技术规范》进行施工质量管理三、此课题应用研究的技术指标、经济效益和社会效益分析1、 满足技术指标要求（1） 、通过试验确定生产施工程序和过程：（2） 、试验段施工后经检测压实度、强度、弯沉值等路用指标均符 合要求3） 、厂拌法各项材料用量控制准确，避免了路拌法时固化剂溶液 洒布不均的现象，减少路拌法时的水泥损失2、 经济效益显著通过上表中各项费用对比可知，在基层施工中加入56%的铁矿石尾矿 砂，掺入0.02%固化剂，使砂砾用量减少60%，水泥用量减少20%既保 证了工程质量，又节约了工程成本，与水泥稳定砂砾基层相比，工程成本 可节省2万元/km，可节约生产成本4%左右。

2）、间接效益：与传统路面基层施工工艺相比，不需要增加特殊 设备，可减少设备一次性投资；固化剂产品对尾矿砂砾提升强度效果特别 显著，这样基本做到就地取材，并节省运费以运距20km计算，与就近 取材比较，每公里节省2万元左右；铁矿石尾矿砂的利用每公里节约占地 1亩，至少节约占地费用5万元左右通过以上估算，间接效益每公里节 约成本10%左右，综合效益每公里节约成本15%左右如果每年100km建 设任务，直接和间接效益至少可节约900万元左右3、社会效益节省砂砾可减少对河道的开采和破坏，利用尾矿砂可减少占用耕地和 减少对环境的污染传统筑路材料大都为天然材料，大量的开采和生产， 不仅浪费资源和能源，破坏植被，而且大量筑路材料的运输和存放污染周 围环境，板结土地，料场用地难于复垦，造成宝贵的土地资源的浪费铁 矿尾矿砂砾基层复合固结稳定技术的应用对节约工程成本、合理利用自然 资源和保护生态环境必将起到不可估量的作用四、推广应用前景铁矿尾矿砂砾基层复合固结稳定技术的应用前景非常广阔，可以在一 级以下公路的基层与底基层中应用，特别是铁矿尾矿比较丰富地区，应用 此技术经济效益更为显著普通公路受投资限制，应用此技术可以缓解资 金不足的矛盾，其经济效益和社会效益是多方位、长期的、综合的。

此技 术的应用使公路工程建设在降低成本、节能减排、环境保护等方面起到巨 大作用注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。