بررسي تاثير اجزاي تشكيل دهنده پركننده هاي خميري حاصل از باطلههاي معدني بر رفتار مكانيكي و رئولوژيكي آن

Investigating the Effect of Solid Components and Cement on the Mechanical and Rheological Behavior of Fillers Produced by Tailings of Angouran Mine Processing Plant

استفاده از پركننده هاي خميري سيماني در پركردن فضاهاي زيرزميني توسط صنايع معدني در حال گسترش است. در اين مقاله قابليت استفاده از باطله هاي كارخانه فرآوري در تهيه پركننده خميري سيماني و عوامل موثر بر مقاومت و اسلامپ آن با استفاده از اصول طراحي آزمونها و نتايج آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گرفته است. در پركننده مورد مطالعه از باطله واسطه سنگين معدن سرب و روي انگوران زنجان به عنوان خاك دانه درشت، باطله ليچ همين معدن به عنوان خاك ريزدانه و سيمان پرتلند تيپ يك به عنوان چسباننده استفاده شد. به منظور به حداقل رساندن تعداد آزمايش ها و ارايه يك نسبت تركيبي مناسب، طراحي آزمايش بر اساس روش رويه پاسخ با 5 سطح براي هر متغير انجام شد كه منجر به انجام 120 آزمون آزمايشگاهي گرديد. در اين مقاله، ميزان تاثير نسبت باطله ليچ به واسطه سنگين، سيمان و آب بر مقاومت و ميزان اسلامپ پركننده خميري سنجيده شده و در نهايت رابطه اي براي بيان ارتباط متغيرها ارايه شده و مقادير بهينه متغيرهاي ورودي جهت حصول مقادير هدف تعيين شده است. نتايج طراحيها و آزمونهاي آزمايشگاهي نشان دادند كه افزايش نسبت باطله ليچ به واسطه سنگين بيش از ساير اجزا بر ويژگيهاي پركننده خميري (مقاومت فشاري و اسلامپ) تاثيرگذار است. افزايش اين نسبت به شكل معني داري باعث افزايش مقاومت فشاري و سرعت موج و كاهش اسلامپ پركننده ميشود. افزايش سيمان، مقاومت فشاري در نمونهها را افزايش ميدهد، اما تاثير آن كمتر از ساير متغيرها است.

Using the Cement Paste Backfill (CPB) is developing in the underground excavations. In this study, the potential of tailings in the preparation of CPB and the effective factors on its strength and slump were studied using the design of laboratory results. The studid CPB is consisted of the tailings of the Lead and Zinc Anguran mine. Heavy media waste (Hmw) as a coarse mass, leach tailing (Lt) as a fine aggregate and Portland cement type 1 as a binder were used to make the CPB. In order to minimize the number of experiments and provide an appropriate combine, the design of the experiments was carried out based on the Response Surface Method (RSM). The results of the design and laboratory tests showed that the increase of the Lt/Hmw ratio is more effective than the other components on the CPB’s compressive strength and slump. Increasing the Lt/Hmw, significantly increases the compressive strength and decreases the slump. Also, with increasing the Lt/Hmw, the peak strength recorded in stress-strain graph is increased, which is, less effective at higher values. As the ratio increases, the wave velocity increases, also. Hmw has a positive effect on paste slump, but decreases compressive strength. The increase of 13% of the Hmw reduces the compressive strength by 2.7 times and increases the slump by more than 4 times. Increasing the cement amount increases the compressive strength of the samples, but its effect is less than the Lt/Hmw. Water reduction has been accompanied by a reduction in the water-to-cement ratio, which accelerates the curing of the samples and increases the compressive strength of the CPB samples. In order to optimize the process, according to the compressive strength and target slump, the values 3.72 and 27.89 percent and the ratio of 0.82 for cement, water and Lt/Hmw, respectively are suggested.