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摘要：本文对镍渣的特性进行了全面的分析，同时采用镍渣取代了天然砂配置混凝土，对混凝土的影响进行分析。通过试验发现镍渣能够满足建筑用砂的各项指标。与天然砂配置的混凝土性能相比较，单独采用镍渣配置的混凝土性能相对较弱，但若采用镍渣以及天然砂并且根据合适的比例配合，则能够达到与天然砂配置的混凝土相同的性能。
关键词：镍渣；混凝土；应用效果
混凝土是施工建筑中最为常见的材料，具有耐久性、强度高以及价格低等诸多优势，在各种建筑物中得到了极为广泛的使用。混凝土的大量使用使得天然砂的需求也逐渐增大。为了求得更多的天然砂，使得绿色植被，被大量破坏，便出现了水土大量流失等情况，对大自然造成了非常严重的破坏。除上述之外，天然砂供应较为紧张，使得其成本也相对较高。针对于上述原因，可采用镍渣替代天然砂，以较低的成本获取最佳的混凝土。镍渣的来源多出自于镍铁厂，其产生的过程是将经过高温加工后的镍铁渣经过急速冷却后形成的颗粒状晶体。其中氧化钙等所含成分较低，故而无法磨细作成矿渣微粉，添加至混凝土中，但这种物质的指标与天然砂极为接近。
1.镍渣所含成分及性能
镍渣的主要成分为二氧化硅，根据《普通混凝土用砂石质量及检验方法标准》，与天然砂相比较，镍渣的密度会略高于天然砂。根据《建筑用砂标准》相关规定，密度必须要大于2500kg/m3，松散堆积密度≥1350kg/m3，空隙率≤46%。经过相关的试验验证镍渣符合上述标准。根据《普通混凝土用砂石质量检验方法标准》，对天然砂以及镍渣的饱和面干吸水率进行测定，发现镍渣的吸水率明显低于天然砂石，对其原因进行分析认为多以镍渣颗粒表面平整等因素相关。从筛分试验中发现，镍渣颗粒的特点为连续性相对较差，同时颗粒分布比较集中，单纯使用作为混凝土用砂难以达到理想的效果；而对于天然砂来讲，则分部更加均匀，同时具有较强的连续性，因而可以采用镍渣对天然砂进行替代，形成II区混合中砂。在经过多次试验后确定了天然砂与镍渣的比例为7:3。
2.镍渣的物理特性
2.1物理密度
根据建筑国家标准关于《普通混凝土用砂石质量及检验方法标准》进行镍渣和天然砂石的密度检验。在制定的材料密度表中可以看出，相同体积下的镍渣与天然砂石相比，其表观密度略大一点。表观密度越大其松散状态下堆积的密度越大，则空隙率就越小，经过试验验证镍渣是符合国家建筑用砂密度标准的。
2.2镍渣的吸水率
将天然砂石和镍渣进行饱和度测试，将两个物质饱和面的水分吸收在进行吸水率数值的检测，结果显示天然砂石在饱和的状态下吸水率是6.6％，而镍渣的吸水率只有1％。数据对比可见镍渣的吸水率远远小于天然砂石的吸水率，进一步证实了镍渣颗粒其表面的光滑程度较高。
2.3将镍渣进行系统筛分
将天然砂石和镍渣分别进行精密的筛分试验，根据实验结果进行总结和归纳。试验结果表明，在混凝土配置的成分中，镍渣的位置分布较为集中，导致其连续性能较差，会影响混凝土的砂石配率。相反，天然砂石在颗粒分布上较为均匀，且连续性能强。基于此，我们可以将两者按照3:7的比例进行配置，用镍渣代替部分天然砂石从而配置成具有综合效果的混合砂。
3.混凝土的性能测试
将天然砂、矿石镍渣以及混合砂石进行配置成混凝土进行一系列的试验。试验结果显示，可以得出以下的结论：第一，加入镍渣而拌制的混凝土和易性极差，主要表现在其保水性能差，追其根本原因在于镍渣颗粒表面较为光滑和存在的颗粒物较少，从未导致吸水率较小，无法进行足量的保水。第二，用纯净的天然砂和水配置出来的混凝土在使用的时候发现其强度值比用混合砂石配置的混凝土低，但是两者在和易性上不相上下。第三，根据实际数据可得，对于拌制了镍渣成分的混凝土在流动性能上有所改变，在不同程度上数值上升，混合物的和易性和泌水性也在不同程度上有所改善。
4.添加不同比例量的镍渣对混凝土强度等级、和易性的影响
制定设计方案，检测两种添加不同剂量镍渣的混凝土的强度等级。从设计方案检测的结果可以判定，对于C20、C25两种不用设计强度等级的混凝土，当成分中一半分量的砂石用镍渣代替以后，其和易性仍旧保持良好。但是当增加10％的镍渣代替砂石的时候，和易性就变得较差。追其根本原因在于在混凝土拌制的过程中，由于镍渣的物质结构较为光滑，在保水性能上较差，使得混凝土混合物出现严重泌水现象，促使大量骨料外漏，降低产品的和易性能。从商品混凝土的抗压强度出发，判断不同镍渣添加量下的试验结果。根据科学试验可见，在没有添加镍渣的试验样品中，随着添加比例的加重，强度等级为20的混凝土其抗压强度不断减小。这个现场产生的原因，可以从两个方面进行分析。第一，相比于砂石，镍渣的细度模数较小，在颗粒配置上没有砂子的紧密连续，因此在填充性能上不如砂子密实，从而导致内部结构空隙较多，孔隙率较大，强度较小。第二，在相关规定范围内，镍渣是属于粗砂的范畴，而天然砂是在中砂的物质特点范围内。普通混凝土在用砂时是建议采用中砂作为原材料，随着镍渣的加入也有可能会改变物理性能，降低混凝土的强度等级。
对于后期的混凝土等级，当添加剂量在一定范围内，强度等级为28的混凝土会随着时间发生改变，强度等级先增加后减小，再次增加的同时又减小一定数值。这种毫无规律可循的变化趋势可以从几个方面进行分析。第一，一般来说混凝土的早期的变化规律与后期强度的变化规律应当保持一致，但有的时候也会出现偏差。第二，从性能上讲，天然砂石和矿物镍渣的基本性能是有所不同的，只要体现在两者的孔隙率和堆积密度上。孔隙率的大小在后期混凝土的强度等级上起着至关重要的作用，随着镍渣加入量的不同，就容易产生强度变化无规律可循的现象。第三，在进行试验的时候没有严格采用控制变量法进行试验，在进行不同强度等级的测试时，所采用的试件规格不相统一，且在不同混凝土养护环境下进行试验，从而导致差异的存在。此外，温度也会影响养护的效果，常温下水养护的温度是无法进行准确控制的。以上几个影响因素的综合作用下，导致强度等级的变化变得毫无规律可循。
结束语
随着技术人员的不断试验，在不断完善的体系中逐渐掌握镍渣在商品混凝土生产过程中的科学使用技术，并逐渐将其运用在市场上不同类型的混凝土中，从而将效果达到最优。在混凝土中加入不同剂量的镍渣存在多种优点，既可以改善混凝土的和易性也在一定程度上节约了生产成本，改善经济效益。用镍渣代替天然砂石，让混凝土的整体配置更加趋于完美，从而提高了混凝土的强度等级，增加了耐久性、耐腐蚀性。大量使用镍渣，不仅解决了工业废渣无处排放的问题，还减小了天然砂石的开采量，为建设生态环境做出了杰出的贡献。
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