铁尾矿路缘石的设计与制备技术

麻建锁 刘永伟

（河北建筑工程学院 张家口 075000）

近些年，随着我国经济的快速发展，所需要的资源也随之剧增，尤其是工业对的矿产资源需求量更是大大增加，这就导致了超负荷开采矿山，进而造成了大量的尾矿堆积。尾矿的堆积，占用了大量的耕地，排出的重金属、有毒有害物质等对水、土壤造成了严重的污染[1]。据不完全统计，截止到2013年底，我国尾矿产生量高达16.49亿t，金属矿采矿废石总产生量为49.47亿t。其中，仅铁尾矿的产生量就超过8.39 亿 t[2]。

国内外多位专家和学者专门针对铁尾矿进行了系统性的理论研究，一些学者把铁尾矿作为混凝土的一种组份应用到建筑工程领域。近些年，铁尾矿在建筑工程中的实际工程应用已经相继展开，经过了大量工程的实践检验，应用技术日趋成熟[3]。

1 我国铁尾矿利用现状

目前，我国铁尾矿利用率很低，而大多数矿山企业只重视有价金属的回收，并不能从根本上解决铁尾矿利用率的问题。铁尾矿是经选矿后的固体废料，其非金属矿物的含量达90%以上。因此，铁尾矿的整体利用是铁尾矿利用的根本途径[4]。

虽然，我国对铁尾矿综合利用起步相对较晚，但进展相对较快。近年来，随着资源保护意识和环境保护意识的不断增强，一些研究院所、高等院校等单位与矿山企业开始紧密合作，在铁尾矿中回收有价金属与非金属元素、铁尾矿制作建筑材料等方面已经取得了一些实用性成果[5]。

为了增大铁尾矿的利用率，把铁尾矿大量地应用在制备混凝土中是减小尾矿库存的有效方法之一[6]：①制备混凝土，对铁尾矿的处理量最大、资源化利用率最高；②混凝土对铁尾矿质量要求最低，可以将铁尾矿以合适的比例掺入到混凝土中。这样不仅有效解决了铁尾矿的堆放问题，而且还减少了建筑行业对天然资源的索取，降低生产成本，铁尾矿在混凝土中的应用已然成为一种必然。

2 铁尾矿路缘石的优化设计

2.1 现阶路缘石存在的问题

目前，道路建设中，常见的路缘石一般由横、竖两块缘石分开施工，二者交接处采用水泥砂浆进行连接，两块相邻的路缘石之间的连接，亦是如此。而且，有时候为了保证路缘石的平整度，还需要弹出水平墨线。可见，整个施工过程比较繁琐，效率低，准确性差。

在路缘石铺设完成，投入使用一段时间，由于种种原因，比如车辆碰撞、路面变形，难免会造成路缘石连接处缝隙开裂、前倾后仰、高低不平甚至破碎，从而影响美观和使用。

通常使用的路缘石，在车灯照射下不具有反光的功能，无法起到指示的作用。不可避免地，有车辆与路缘石发生硬碰撞，常常会造成路缘石的损坏，同时可能会对车辆和车上人员造成严重的伤害。

2.2 铁尾矿路缘石的优化设计

为了解决现有的路缘石施工繁琐、变形破坏严重、缺少指示标、存在安全隐患等技术问题，提出一种含标识带、易拼装的T型路缘石。

优化后的路缘石，如图1所示，一种T型路缘石，路缘石主体材料为铁尾矿混凝土。T型路缘石主体为横置T型板结构，包括一体成型的竖板1和横板2。其中，横板2的上表面与水平路面8的上表面平齐；竖板1的板面平行于水平路面8的延伸方向；竖板1和横板2的连接处为圆弧过渡3。在沿水平路面8的延伸方向上，竖板1和横板2的前后两端沿上分别设有互相嵌合连接的凸面圆弧6和凹面圆弧7；竖板1的顶部嵌有标识带，标识带为至少一条塑料带4，塑料带4上嵌有荧光带5，荧光带5设在朝向水平路面8的一侧；标识带平行于水平路面8的延伸方向。

图1 T型路缘石

3 铁尾矿路缘石的制备技术

铁尾矿路缘石的制备工艺，包括以下步骤：

步骤1：浆料制备。按以下重量份称量原料：水泥20～22；硅灰4～6；粉煤灰6～9；铁尾矿粉（粒径小于0.2mm）12～17；铁尾矿砂（粒径在0.5～0.2mm 之间）39～43；减水剂 1.6～2.1；水 9～12；将上述原料混合搅拌均匀获得浆料。

步骤2：利用步骤1获得的进行浇筑，养护完成后获得铁尾矿路缘石。

步骤3：将制作好的标志带粘贴在制作好的路缘石上，即可完成新型铁尾矿路缘石的制备。

4 铁尾矿路缘石的施工

该铁尾矿路缘石的大致施工过程如下：如图1和图2所示，将水平路面8下的土壤夯实，调整路缘石的横板2朝向水平路面8，将竖板1未嵌有塑料带4的一端插入夯实的土壤9内，直到横板2的下表面与夯实的土壤9接触、横板2的上表面与水平路面8的上表面平齐，再用橡胶锤夯实、整平；同样地，将另一块相同的路缘石的凸面圆弧6嵌入到前一块路缘石的凹面圆弧7内，为了更好地连接，可以勾勒少部分的水泥砂浆，进而完成两块路缘石的拼接；最后，将竖板1背离水平路面8一侧的土壤9夯实，完成路缘石的拼接，达到美观、安全、实用的效果。

图2 铁尾矿路缘石工作示意图

5 铁尾矿路缘石的特点

（1）整体性能优良。T型铁尾矿路缘石将传统的立缘石和平缘石有机地结合成一个整体，保证了整体的稳定性，有效地减少了传统立缘石倾斜的现象。

（2）减少应力集中，便于清理。T型铁尾矿路缘石的横板和竖板的连接处采用圆弧过渡，不但减少二者连接处的应力集中，而且便于清理聚集连接处的道路垃圾。

（3）施工方便快捷。T型铁尾矿路缘石在施工时，减少了传统路缘石立缘石与平缘石分别施工的工序、大大节约了时间；该路缘石的凸面圆弧和凹面圆弧互相配合，施工效率高，安装准确到位；由于塑料带位于同一高度，因此不需要现场调整标高，提高了施工的效率和安装的准确度。

（4）警示效果显著。T型铁尾矿路缘石上嵌有的灰色塑料带与路缘石主体颜色保持一致，不会感觉色差的突兀，还可以缓冲车辆与路缘石的碰撞，起到保护路缘石和车辆的双重效果。塑料带上的荧光带在夜间有车灯照射时，会反射灯光，起到指示标的作用，保证车辆行驶的安全。

6 结论

（1）优化设计了路缘石结构。对于传统路缘石块型结构类型进行了优化设计，提出了一种T型路缘石，将传统的立缘石和平缘石通过圆弧过渡有机地结合成一个整体，达到整体性能优良、施工快捷方便、便于清理、警示效果显著的特点；

（2）环保效益经济效益显著。用工业垃圾铁尾矿制备路缘石，一方面提高了铁尾矿利用率，减少了通过开山采石和挖河掘砂等来制备混凝土，拓展了混凝土材料的来源，节约了资源，保护了环境，具有很好的环保效益；另一方面，有效地利用了工业废弃物，降低路缘石的制作成本，在工程应用中优势明显，具有很好的经济效益，值得大力推广。

[1]杨国华，郭建文，王建华.尾矿综合利用现状调查及其意义[J].矿业工程，2010（1）：55～57.

[2]中国资源综合利用年度报告（2014）[J].再生资源与循环经济，2014，10：3～8.

[3]何兆芳，尹万云，等编著.铁尾矿砂混凝土应用技术规范[J].中国计划出版社，2014.

[4]蒲含勇，张应红.论我国矿产资源的综合利用[J].矿产综合利用，2001（4）：19～22.

[5]肖力光，伊晋宏，崔正旭.国内外铁尾矿的综合利用现状[J].吉林建筑工程学院学报，2010，4：22～26.

[6]薛建华.铁尾矿砂在土木工程建造领域中的再生利用分析研究[D].西安建筑科技大学，2014.