伊比利亚黄铁矿带矿山尾矿替代天然细骨料用于水泥基复合材料的升级再造性能及环境安全性评估

《Sustainability》：Improving the Circular Economy in the Iberian Pyrite Belt: Upcycling Mining Legacy Materials into Sustainable Cement-Based Composites

　　

摘要

矿业部门迫切需要对历史遗留的环境负担实施循环经济策略。本研究探讨了将伊比利亚黄铁矿带（IPB）的矿山遗留材料进行升级再造，作为水泥基复合材料中天然细骨料的可持续替代品。采用功能化方法，选取四种不同的废弃物样品（S1–S4）作为骨料替代材料（替代比例为10%、50%和100%）用于复合材料制备。实验工作重点关注环境安全与技术性能之间的关键联系，评估了浸出行为、需水量、硬化体密度和机械强度。研究结果表明，10%的替代比例是最优阈值，可获得高性能复合材料，其28天抗压强度在39至48 MPa之间。值得注意的是，即使在50%替代比例下，混合物的强度仍超过20 MPa的结构标准（22–37 MPa）。浸出试验证实，潜在污染物元素远低于欧洲监管限值，表明污染物的固定化效果良好。这些发现验证了IPB矿山遗留资源价值化利用的新起点，证明在满足基本工业标准的同时，制造兼具技术和环境可行性的复合材料是切实可行的，并有利于促进资源节约。