水泥基铁尾矿免烧砖的配合比及成型工艺优化研究
Optimization study on mix proportions and molding processes of cement-based unburned bricks with iron tailings
关键词：
铁尾矿免烧砖；水泥熟料；水固比；成型压力；机理
Key words：
Unburned bricks with iron tailing; Cement clinker; Water-to-solid ratio; Molding pressure; Mechanism
刊期：
2026年第1期
DOI：
10.19761/j.1000-4637.24070361
文章编号：
基金项目：
中国中冶重大研发项目（CBN2022Kt01）；中冶建筑研究总院重大课题项目（CBN2023Ky01）。
作者：
杨雪超1，吴志刚1，2，韩宇栋1，2，刘 伟1，孙 扬1，樊 伟1
单位：
1.天津冶建特种材料有限公司，天津 301900；2.中冶建筑研究总院有限公司，北京 100080
摘要
摘 要：研究了胶凝材料掺量（0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30，以铁尾矿质量分数为1计）、水固比（0.07、0.09、0.11、0.13、0.15、0.17）、成型压力（5、10、15、20、25、30 MPa）对铁尾矿免烧砖抗压强度的影响，并优选出最优配合比。结果表明：铁尾矿免烧砖的最佳配合比为m铁尾矿∶m熟石灰∶m胶凝材料∶m增强剂=1∶0.1∶0.20∶0.02，最佳水固比为0.15，最佳成型压力为20 MPa，此时铁尾矿免烧砖各项性能均满足相关标准中MU25强度等级的技术要求。
Abstract：The effects of cementitious material content (0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25, 0.30, with iron tailings mass fraction of 1), water-to-solid ratio (0.07, 0.09, 0.11, 0.13, 0.15, 0.17), and molding pressure (5, 10, 15, 20, 25, 30 MPa) on the compressive strength of unburned bricks with iron tailings were investigated, and the optimal mix proportion was selected. The results show that the optimal mix proportion of unburned bricks with iron tailings is as follows: miron tailings∶mhydrated lime∶mcementitious material∶mreinforcing agent=1∶0.1∶0.20∶0.02. The optimal water-to-solid ratio is 0.15, and the optimal molding pressure is 20 MPa. The corresponding unburned bricks with iron tailings meet the technical requirements of MU25 strength grade in relevant standards.
结论
（1）随着胶凝材料掺量的增加或成型压力的增大，铁尾矿免烧砖的28 d抗压强度先增大后略降低；随着水固比的增大，铁尾矿免烧砖的28 d抗压强度基本提高。
（2）胶凝材料的最佳掺量为0.20，最佳水固比为0.15，最佳成型压力为20 MPa，基于此制得的铁尾矿免烧砖各项性能均满足JC/T 422—2007中MU25强度等级的技术要求。
（3）铁尾矿免烧砖表面平整且气孔率低，其内部存在大量凝胶产物，能有效填充孔隙，紧密胶结各松散物料，形成致密的结构体系。
参考文献
[1] 孟祥然,周月鑫,郭晓影.铁尾矿综合利用研究综述[J].辽宁科技学院学报,2019,21(3):11-14.
[2] 刘俊杰,梁钰,曾宇,等.利用铁尾矿制备免烧砖的研究[J].矿产综合利用,2020(5):136-141.
[3] 刘洋,张春霞.钢铁渣的综合利用现状及发展趋势[J].矿产综合利用,2019(2):21-25.
[4] 张淑会,薛向欣.我国铁尾矿的资源现状及其综合利用[J].材料与冶金学报,2004(4):241-245.
[5] 陈甲斌,余良晖.铁矿尾矿资源调查评价分析[J].西部资源,2009(2):8-9.
[6] 王盘龙.矿山尾矿干压免烧砖的试验研究[D].西安:西安建筑科技大学,2011.
[7] 王梅.赤泥粉煤灰免烧砖的研制[D].武汉:华中科技大学,2006.
[8] 贾延斌.高钠赤泥基地聚物免烧砖的制备及性能研究[D].济南:济南大学,2022.
[9] 张婷婷.鄂西赤铁矿尾矿制备免烧砖工艺及机理研究[D].武汉:武汉理工大学,2010.
[10] 陈章.鄂西赤铁矿尾矿制备劈开砖的研究[D].武汉:武汉理工大学,2010.
[11] 朱敏聪,朱申红,夏荣华,等.利用矿山尾矿制作蒸压砖的试验研究[J].新型建筑材料,2007(11):30-32.
[12] 何廷树,王盘龙,陈向军,等.铁尾矿干压免烧砖的制备[J].金属矿山,2009(4):168-171.
[13] YELLISHETTY M,MUDD G M,RANJITH P G.The steel industry,abiotic resource depletion and life cycle assessment: A real or perceived issue[J].Journal of Cleaner Production,2011,19(1):78-90.
[14] 张文生,王宏霞,叶家元.水化硅酸钙的结构及其变化[J].硅酸盐学报,2005(1):63-68.
[15] 刘凤春,刘家弟,傅海霞.铁矿尾矿双免砖的研制[J].矿业快报,2007(3):33-35.
[16] 张卫卫.利用铁尾矿制备免烧砖的工艺与机理研究[D].北京:中国地质大学(北京),2016.
[17] 钟新宇,赖俊英,阮少钦,等.复合早强剂对掺石灰石粉砂浆强度和水化作用的影响[J].材料导报,2025,39(5):180-187.
[18] 蒋明屾,李飞,周理安,等.碳酸钠、氢氧化钠与水玻璃复合激发对地聚物胶凝材料性能的影响[J].硅酸盐通报,2024,43(3):929-937.
[19] 彭链.铁尾矿硅铝活性激发及铁尾矿基充填胶凝材料制备技术研究[D].重庆:重庆大学,2015.
[20] 周天璧,蒋波.碱激发胶凝材料在充填领域的应用及发展[J].山西建筑,2024,50(7):108-111.
[21] 周鹏,李扬,游凡.低温下混凝土线膨胀系数理论与试验研究[J].湖北工业大学学报,2022,37(1):77-80.
[22] 尤晓宇,王家伟,王海峰,等.混料含水率对电解锰渣免烧砖性能的影响[J].硅酸盐通报,2020,39(10):3311-3315.
[23] 尤晓宇,王家伟,王海峰,等.成型压力对电解锰渣免烧砖性能的影响[J].非金属矿,2019,42(6):30-33.
[24] 贺图升,李北星,赵旭光,等.C50高性能混凝土的配制与性能研究[J].韶关学院学报,2009,30(9):71-75.
[25] JANG J G,KIM G M,KIM H J,et al.Review on recent advances in CO2 utilization and sequestration technologies in cement-based materials[J].Construction and Building Materials,2016,127(30):762-773.
引用本文
杨雪超,吴志刚,韩宇栋,等.水泥基铁尾矿免烧砖的配合比及成型工艺优化研究[J].混凝土与水泥制品,2026(1):72-75,80.
YANG X C,WU Z G,HAN Y D,et al.Optimization study on mix proportions and molding processes of cement-based unburned bricks with iron tailings[J].China Concrete and Cement Products,2026(1):72-75,80.
上一个： 电石渣低碳混凝土的制备及其性能研究
相关文件