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引 言
铁尾矿资源是一种复合型矿物原料，是铁矿石经过一系列选矿过程剩下的废弃物，大量铁尾矿的堆放，不仅占用大量土地，而且破坏地表植被，还会造成重金属离子超标、扬尘等问题，严重影响自然环境。天然砂是一种有限的自然资源，随着中国经济的发展，天然砂资源越来越少。各地为了保护环境开始颁布禁止开采天然砂，这使得天然砂越来越昂贵，且其供应不能满足工程建设的要求。用铁尾矿砂作为细骨料制备混凝土，可以实现废弃物的二次利用，既可以提高铁尾矿砂的利用率，也可以节约有限的自然资源。
铁尾矿的主要化学成分有 SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO，化学成分会因地区差异略有不同，主要矿物组成为石英、赤铁矿、白云石、长石等，总体上铁尾矿的化学成分和矿物成分相似。对于铁尾矿砂的研究，张玉琢等人将不同比例的铁尾矿砂与天然砂混合制备铁尾矿砂混凝土当铁尾矿砂的取代率为50%时，混凝土拌合物的工作性良好，达到了预拌混凝土大流动性的施工要求；王玉雅等人将铁尾矿作为细集料取代天然砂，随铁尾矿砂取代率的增加，C50混凝土不同龄期的抗压强度、劈裂抗拉强度均逐渐降低，当铁尾矿砂取代率为 20%时，C50 混凝土的 28 d、60 d、90d 强度与未掺铁尾矿砂的基准组相比降幅均较小；仝宵等人[8]对不同掺量铁尾矿砂和再生骨料再生混凝土性能进行了试验研究，在铁尾矿砂取代率为 30% 时，水化程度最大，铁尾矿砂对于硬化体系堆积填充作用最为明显，使混凝土内部结构更加密实。本文以铁尾矿砂为混凝土细骨料，配制C40混凝土，实现铁尾矿的有效利用。
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试验设计
2.1原材料
2.1.1铁尾矿砂
本研究中使用的铁尾矿砂，来源于安徽省马鞍山市，其外观如图1所示，颜色呈灰黑色，通过筛分析试验测得铁尾矿砂的细度模数为 1.4。按照《铁尾矿砂》（GB/T31288-2014）标准规定的试验方法测试了铁尾矿砂的有害物质含量、坚固性等指标，结果表明这些指标符合 GB/T31288-2014的要求。对铁尾矿砂进行理化性质分析，测得其化学成分和相关物理指标如表 1 所示，其放射性指标见表 2。铁尾矿砂的放射性指标符合《建筑材料放射性核素限量》（GB6566-2010）的要求。
图 2 是铁尾矿砂的 XRD 图谱分析，可以确定该铁尾矿砂的矿物组成，从XRD 的各个峰来看，本实验中所使用的铁尾矿砂成分较复杂，多个物质晶相中都有 SiO2，推测该铁尾矿砂样品中 SiO2成分含量较多，并且含有 CaO，Al2O3，Fe2O3，Na2O，P2O5，MgO，K2O，SO3，MnO等杂质。该样品中含有CaO，没有C 元素，推测没有石灰岩成分，CaO·Al2O3·2SiO2 推测可能为长石混合物，Ca2SiO3，Na2O·Al2O3·6SiO2 推 测 可 能为粘土和石英砂混合物，MgO·MnO·2SiO2推测可能均为含有杂质的石英砂混合物，K2O·MgO·CaO·4SO3推测可能为含有硫化物成分的杂质，Fe5(PO4)3(OH)5推测可能为少量的磁铁矿及磷化物的混合杂质。
依据行业标准《高性能混凝土用骨料》（JG/T568-2019）中的有关人工砂需水量比试验和石粉流动度比试验的规定，按照标准中的试验配合比对铁尾矿砂做了需水量比和石粉流动度比的试验，用以判定尾矿砂的级配、粒形、吸水率和石粉吸附性能等指标，试验结果如表3和表4所示。
根据试验结果分析可知，铁尾矿砂的需水量比为162%，说明铁尾矿砂的吸水率较大。铁尾矿砂的石粉流动度比为88%，说明铁尾矿砂中的石粉对所用减水剂有一定的吸附作用。
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