石屑與天然細(xì)砂搭配在商品混凝土中的試驗研究

陳仕文

【關(guān)鍵詞】本文根據(jù)石屑棱角多、0.315mm以下顆粒少、含粉量較大、配制的混凝土流動性差，不利于泵送的特點，設(shè)計和研究了石屑和細(xì)砂復(fù)合配制泵送混凝土的優(yōu)化方案，以及復(fù)合砂混凝土和易性和抗壓強(qiáng)度的影響。試驗結(jié)果表明：在水泥摻量一定且石屑和細(xì)砂的比例為1∶1時，混凝土的和易性良好、抗壓強(qiáng)度最高，坍落度經(jīng)時損失小，適用于商品混凝土生產(chǎn)。

【關(guān)鍵詞】天然細(xì)砂；石屑；混凝土

0 前言

目前商品混凝土已成為現(xiàn)代建筑工程用量最大的建筑材料，其發(fā)揮著其他材料無法替代的功能和作用。天然砂是其中重要的組成部分之一，但由于對環(huán)保要求的不斷提高，許多河流已經(jīng)實行限采或禁采天然砂，天然砂的要求已逐漸不能滿足工程建設(shè)的需要，混凝土用砂供需矛盾日益突出。另一方面，生產(chǎn)碎石時所產(chǎn)生的大量石屑（粒徑小于10mm的顆粒），不僅占用土地、塵污染嚴(yán)重，而且造成資源的大量浪費。如能將石屑代砂用于配制商品混凝土，不但能避免過度開采天然砂對環(huán)境的破壞，而且還能解決石屑堆放和污染的問題，有利于和諧社會的發(fā)展。此外，從經(jīng)濟(jì)效益的角度上看，天然砂資源少價格高，石屑作為碎石的副產(chǎn)品價格低廉，但如果單用石屑配制混凝土，由于石屑本身的粗糙性和針片狀性，混凝土比較容易泌水離析，很難滿足其工作性要求，也不符合JGJ/T10《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定；若用石屑與天然細(xì)砂按一定比例混合配制成復(fù)合砂，既解決了石屑的缺點，又可機(jī)動調(diào)整復(fù)合砂細(xì)度模數(shù)以滿足泵送混凝土的工作性要求。

以我公司自用石場為例，每噸碎石約產(chǎn)生0.2噸石屑，以此計算，年生產(chǎn)碎石50萬噸約生成石屑10萬噸，如此大量的石屑利用價值甚低，為了避免大量占用土地資源，僅以幾元每噸的低價處理。如果能加以利用，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)顯著。因此，開展石屑代砂混凝土的研究與應(yīng)用勢在必行。

1 試驗研究

1.1 試驗方案

石屑與天然粗砂相比，具有表面粗糙、針片狀多、粘結(jié)性能好、成本低的特點。其顆粒級配與天然粗砂顆粒級配對比見表1，其與粗砂的物理性能指標(biāo)對比見表2。

表1 石屑與天然粗砂顆粒級配對比

表2 石屑和粗砂的物理性能指標(biāo)對比

由表1、表2對比可知，石屑與天然粗砂級配相似，但是石屑與天然粗砂相比，棱角多、0.315mm以下顆粒少、含粉量較大、如果單獨使用配制的混凝土流動性差，不利于商品混凝土的泵送。但可以考慮用石屑代替天然粗砂，與天然細(xì)砂以一定的比例搭配，配制以泵送為目標(biāo)的商品混凝土。

1.2 試驗原材料情況

1）水泥：江門海螺水泥有限公司生產(chǎn)的海螺牌P.II42.5R水泥，樣品的物理性能指標(biāo)見表3；

2）粉煤灰：珠海電廠II級粉煤灰，細(xì)度20.4%，需水量100%，燒失量3.7%；

3）粗骨料：中山市連通石場5～25mm連續(xù)級配機(jī)碎石；

4）細(xì)骨料：天然細(xì)砂，細(xì)度模數(shù)1.8；石屑：細(xì)度模數(shù)3.3，小于0.15mm約占14%，小于0.075mm約占9%；

5）外加劑：中山市中天建材廠FDN-2高效緩凝減水劑，減水率15%。

表3 水泥的物理性能

1.3 試驗依據(jù)

1）拌和物工作性：按《普通混凝土拌和物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50081-2002）；

2）抗壓強(qiáng)度：按《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50081-2002），抗壓試模尺寸為150mm×150mm×150mm立方體，每組6塊，分別測7d和28d的抗壓強(qiáng)度。

1.4 試配原始數(shù)據(jù)表4

表4 復(fù)合砂配合比

表5 復(fù)合砂混凝土試驗工作性及試驗結(jié)果

1.5 結(jié)果分析

石屑和細(xì)砂之間存在著一個最佳比例，在這個最佳比例范圍內(nèi)，混凝土的拌和物不但具有較好的工作性，而且硬化后還具有較高的抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B能力。其原因可以解釋為：石屑中的適量石粉在混凝土中起到了一種惰性摻和料的作用，能夠改善混凝土的和易性，增加混凝土拌和物的稠度，有利于泵送；粗糙多棱角的石屑顆粒在砂漿中起著骨架的作用，限制了水泥石的變形及骨料顆粒的滑動；石屑與水泥石有良好的黏結(jié)界面，使界面空隙少，減少了應(yīng)力集中；復(fù)合砂空隙率降低，密實度提高。由表5中可以看出，當(dāng)石屑與細(xì)砂的比例為1：1時，混凝土坍落度損失不大，工作性能好，28天抗壓強(qiáng)度最高。

另一方面，石屑中含有的較多的石粉，其吸水率較高，比表面積大，會吸附較多的水泥漿體，主要表現(xiàn)為混凝土需水量偏大和混凝土的坍落度經(jīng)時損失較大，流動性比普通混凝土差。但是只要通過合適的高效減水劑和配合比優(yōu)選，以及石屑中石粉含量的控制，石屑混凝土的坍落度經(jīng)時損失是可以控制在商品混凝土生產(chǎn)允許水平的。

從經(jīng)濟(jì)角度上看，河砂的價格一般為45元/噸，石屑為自用石場副產(chǎn)品不需要費用。因此，每立方復(fù)合砂混凝土的價格比河砂混凝土的價格要低15～20元左右。隨著人們對環(huán)境保護(hù)意識的不斷增強(qiáng)，未來河砂的價格勢必會逐漸上漲，因此采用石屑配制混凝土的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢將更加顯著。

3 結(jié)論

1）根據(jù)石屑棱角多、0.315mm以下顆粒少、含粉量較大、配制的混凝土流動性差，不利用于泵送的缺點，設(shè)計了石屑和細(xì)砂復(fù)合配制泵送混凝土的優(yōu)化方案，解決了石屑混凝土可泵性差，易堵管的技術(shù)難題。

2）使用石屑和細(xì)砂混合復(fù)配砂，最佳比例在1：1左右，在這個最佳比例范圍內(nèi)，混凝土的拌和物不但具有較好的工作性，而且硬化后還具有較高的抗壓強(qiáng)度。

3）復(fù)合砂混凝土中摻入適合的高效減水劑可以很好的解決石屑中石粉導(dǎo)致的坍落度經(jīng)時損失大的問題。

4）使用石屑與天然細(xì)砂搭配配制的混凝土具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉娟紅，李政，王俊杰，張衛(wèi)煒.機(jī)制砂與天然細(xì)砂混摻配制高性能混凝土耐久性的研究[J].新型建筑材料，2006（7）：5-7.

[2]李建，謝友均，劉寶舉，等.石屑代砂混凝土力學(xué)性能研究[J].混凝土，2001，（7）：7-11.

[3]吳明威，付兆崗，李鐵翔.機(jī)制砂中石粉含量對混凝土性能影響的試驗研究[J].鐵道建筑技術(shù)，2000（4）：46-49.

[責(zé)任編輯：薛俊歌]

【關(guān)鍵詞】本文根據(jù)石屑棱角多、0.315mm以下顆粒少、含粉量較大、配制的混凝土流動性差，不利于泵送的特點，設(shè)計和研究了石屑和細(xì)砂復(fù)合配制泵送混凝土的優(yōu)化方案，以及復(fù)合砂混凝土和易性和抗壓強(qiáng)度的影響。試驗結(jié)果表明：在水泥摻量一定且石屑和細(xì)砂的比例為1∶1時，混凝土的和易性良好、抗壓強(qiáng)度最高，坍落度經(jīng)時損失小，適用于商品混凝土生產(chǎn)。

【關(guān)鍵詞】天然細(xì)砂；石屑；混凝土

0 前言

目前商品混凝土已成為現(xiàn)代建筑工程用量最大的建筑材料，其發(fā)揮著其他材料無法替代的功能和作用。天然砂是其中重要的組成部分之一，但由于對環(huán)保要求的不斷提高，許多河流已經(jīng)實行限采或禁采天然砂，天然砂的要求已逐漸不能滿足工程建設(shè)的需要，混凝土用砂供需矛盾日益突出。另一方面，生產(chǎn)碎石時所產(chǎn)生的大量石屑（粒徑小于10mm的顆粒），不僅占用土地、塵污染嚴(yán)重，而且造成資源的大量浪費。如能將石屑代砂用于配制商品混凝土，不但能避免過度開采天然砂對環(huán)境的破壞，而且還能解決石屑堆放和污染的問題，有利于和諧社會的發(fā)展。此外，從經(jīng)濟(jì)效益的角度上看，天然砂資源少價格高，石屑作為碎石的副產(chǎn)品價格低廉，但如果單用石屑配制混凝土，由于石屑本身的粗糙性和針片狀性，混凝土比較容易泌水離析，很難滿足其工作性要求，也不符合JGJ/T10《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定；若用石屑與天然細(xì)砂按一定比例混合配制成復(fù)合砂，既解決了石屑的缺點，又可機(jī)動調(diào)整復(fù)合砂細(xì)度模數(shù)以滿足泵送混凝土的工作性要求。

以我公司自用石場為例，每噸碎石約產(chǎn)生0.2噸石屑，以此計算，年生產(chǎn)碎石50萬噸約生成石屑10萬噸，如此大量的石屑利用價值甚低，為了避免大量占用土地資源，僅以幾元每噸的低價處理。如果能加以利用，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)顯著。因此，開展石屑代砂混凝土的研究與應(yīng)用勢在必行。

1 試驗研究

1.1 試驗方案

石屑與天然粗砂相比，具有表面粗糙、針片狀多、粘結(jié)性能好、成本低的特點。其顆粒級配與天然粗砂顆粒級配對比見表1，其與粗砂的物理性能指標(biāo)對比見表2。

表1 石屑與天然粗砂顆粒級配對比

表2 石屑和粗砂的物理性能指標(biāo)對比

由表1、表2對比可知，石屑與天然粗砂級配相似，但是石屑與天然粗砂相比，棱角多、0.315mm以下顆粒少、含粉量較大、如果單獨使用配制的混凝土流動性差，不利于商品混凝土的泵送。但可以考慮用石屑代替天然粗砂，與天然細(xì)砂以一定的比例搭配，配制以泵送為目標(biāo)的商品混凝土。

1.2 試驗原材料情況

1）水泥：江門海螺水泥有限公司生產(chǎn)的海螺牌P.II42.5R水泥，樣品的物理性能指標(biāo)見表3；

2）粉煤灰：珠海電廠II級粉煤灰，細(xì)度20.4%，需水量100%，燒失量3.7%；

3）粗骨料：中山市連通石場5～25mm連續(xù)級配機(jī)碎石；

4）細(xì)骨料：天然細(xì)砂，細(xì)度模數(shù)1.8；石屑：細(xì)度模數(shù)3.3，小于0.15mm約占14%，小于0.075mm約占9%；

5）外加劑：中山市中天建材廠FDN-2高效緩凝減水劑，減水率15%。

表3 水泥的物理性能

1.3 試驗依據(jù)

1）拌和物工作性：按《普通混凝土拌和物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50081-2002）；

2）抗壓強(qiáng)度：按《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50081-2002），抗壓試模尺寸為150mm×150mm×150mm立方體，每組6塊，分別測7d和28d的抗壓強(qiáng)度。

1.4 試配原始數(shù)據(jù)表4

表4 復(fù)合砂配合比

表5 復(fù)合砂混凝土試驗工作性及試驗結(jié)果

1.5 結(jié)果分析

石屑和細(xì)砂之間存在著一個最佳比例，在這個最佳比例范圍內(nèi)，混凝土的拌和物不但具有較好的工作性，而且硬化后還具有較高的抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B能力。其原因可以解釋為：石屑中的適量石粉在混凝土中起到了一種惰性摻和料的作用，能夠改善混凝土的和易性，增加混凝土拌和物的稠度，有利于泵送；粗糙多棱角的石屑顆粒在砂漿中起著骨架的作用，限制了水泥石的變形及骨料顆粒的滑動；石屑與水泥石有良好的黏結(jié)界面，使界面空隙少，減少了應(yīng)力集中；復(fù)合砂空隙率降低，密實度提高。由表5中可以看出，當(dāng)石屑與細(xì)砂的比例為1：1時，混凝土坍落度損失不大，工作性能好，28天抗壓強(qiáng)度最高。

另一方面，石屑中含有的較多的石粉，其吸水率較高，比表面積大，會吸附較多的水泥漿體，主要表現(xiàn)為混凝土需水量偏大和混凝土的坍落度經(jīng)時損失較大，流動性比普通混凝土差。但是只要通過合適的高效減水劑和配合比優(yōu)選，以及石屑中石粉含量的控制，石屑混凝土的坍落度經(jīng)時損失是可以控制在商品混凝土生產(chǎn)允許水平的。

從經(jīng)濟(jì)角度上看，河砂的價格一般為45元/噸，石屑為自用石場副產(chǎn)品不需要費用。因此，每立方復(fù)合砂混凝土的價格比河砂混凝土的價格要低15～20元左右。隨著人們對環(huán)境保護(hù)意識的不斷增強(qiáng)，未來河砂的價格勢必會逐漸上漲，因此采用石屑配制混凝土的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢將更加顯著。

3 結(jié)論

1）根據(jù)石屑棱角多、0.315mm以下顆粒少、含粉量較大、配制的混凝土流動性差，不利用于泵送的缺點，設(shè)計了石屑和細(xì)砂復(fù)合配制泵送混凝土的優(yōu)化方案，解決了石屑混凝土可泵性差，易堵管的技術(shù)難題。

2）使用石屑和細(xì)砂混合復(fù)配砂，最佳比例在1：1左右，在這個最佳比例范圍內(nèi)，混凝土的拌和物不但具有較好的工作性，而且硬化后還具有較高的抗壓強(qiáng)度。

3）復(fù)合砂混凝土中摻入適合的高效減水劑可以很好的解決石屑中石粉導(dǎo)致的坍落度經(jīng)時損失大的問題。

4）使用石屑與天然細(xì)砂搭配配制的混凝土具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉娟紅，李政，王俊杰，張衛(wèi)煒.機(jī)制砂與天然細(xì)砂混摻配制高性能混凝土耐久性的研究[J].新型建筑材料，2006（7）：5-7.

[2]李建，謝友均，劉寶舉，等.石屑代砂混凝土力學(xué)性能研究[J].混凝土，2001，（7）：7-11.

[3]吳明威，付兆崗，李鐵翔.機(jī)制砂中石粉含量對混凝土性能影響的試驗研究[J].鐵道建筑技術(shù)，2000（4）：46-49.

[責(zé)任編輯：薛俊歌]

【關(guān)鍵詞】本文根據(jù)石屑棱角多、0.315mm以下顆粒少、含粉量較大、配制的混凝土流動性差，不利于泵送的特點，設(shè)計和研究了石屑和細(xì)砂復(fù)合配制泵送混凝土的優(yōu)化方案，以及復(fù)合砂混凝土和易性和抗壓強(qiáng)度的影響。試驗結(jié)果表明：在水泥摻量一定且石屑和細(xì)砂的比例為1∶1時，混凝土的和易性良好、抗壓強(qiáng)度最高，坍落度經(jīng)時損失小，適用于商品混凝土生產(chǎn)。

【關(guān)鍵詞】天然細(xì)砂；石屑；混凝土

0 前言

目前商品混凝土已成為現(xiàn)代建筑工程用量最大的建筑材料，其發(fā)揮著其他材料無法替代的功能和作用。天然砂是其中重要的組成部分之一，但由于對環(huán)保要求的不斷提高，許多河流已經(jīng)實行限采或禁采天然砂，天然砂的要求已逐漸不能滿足工程建設(shè)的需要，混凝土用砂供需矛盾日益突出。另一方面，生產(chǎn)碎石時所產(chǎn)生的大量石屑（粒徑小于10mm的顆粒），不僅占用土地、塵污染嚴(yán)重，而且造成資源的大量浪費。如能將石屑代砂用于配制商品混凝土，不但能避免過度開采天然砂對環(huán)境的破壞，而且還能解決石屑堆放和污染的問題，有利于和諧社會的發(fā)展。此外，從經(jīng)濟(jì)效益的角度上看，天然砂資源少價格高，石屑作為碎石的副產(chǎn)品價格低廉，但如果單用石屑配制混凝土，由于石屑本身的粗糙性和針片狀性，混凝土比較容易泌水離析，很難滿足其工作性要求，也不符合JGJ/T10《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定；若用石屑與天然細(xì)砂按一定比例混合配制成復(fù)合砂，既解決了石屑的缺點，又可機(jī)動調(diào)整復(fù)合砂細(xì)度模數(shù)以滿足泵送混凝土的工作性要求。

以我公司自用石場為例，每噸碎石約產(chǎn)生0.2噸石屑，以此計算，年生產(chǎn)碎石50萬噸約生成石屑10萬噸，如此大量的石屑利用價值甚低，為了避免大量占用土地資源，僅以幾元每噸的低價處理。如果能加以利用，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)顯著。因此，開展石屑代砂混凝土的研究與應(yīng)用勢在必行。

1 試驗研究

1.1 試驗方案

石屑與天然粗砂相比，具有表面粗糙、針片狀多、粘結(jié)性能好、成本低的特點。其顆粒級配與天然粗砂顆粒級配對比見表1，其與粗砂的物理性能指標(biāo)對比見表2。

表1 石屑與天然粗砂顆粒級配對比

表2 石屑和粗砂的物理性能指標(biāo)對比

由表1、表2對比可知，石屑與天然粗砂級配相似，但是石屑與天然粗砂相比，棱角多、0.315mm以下顆粒少、含粉量較大、如果單獨使用配制的混凝土流動性差，不利于商品混凝土的泵送。但可以考慮用石屑代替天然粗砂，與天然細(xì)砂以一定的比例搭配，配制以泵送為目標(biāo)的商品混凝土。

1.2 試驗原材料情況

1）水泥：江門海螺水泥有限公司生產(chǎn)的海螺牌P.II42.5R水泥，樣品的物理性能指標(biāo)見表3；

2）粉煤灰：珠海電廠II級粉煤灰，細(xì)度20.4%，需水量100%，燒失量3.7%；

3）粗骨料：中山市連通石場5～25mm連續(xù)級配機(jī)碎石；

4）細(xì)骨料：天然細(xì)砂，細(xì)度模數(shù)1.8；石屑：細(xì)度模數(shù)3.3，小于0.15mm約占14%，小于0.075mm約占9%；

5）外加劑：中山市中天建材廠FDN-2高效緩凝減水劑，減水率15%。

表3 水泥的物理性能

1.3 試驗依據(jù)

1）拌和物工作性：按《普通混凝土拌和物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50081-2002）；

2）抗壓強(qiáng)度：按《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50081-2002），抗壓試模尺寸為150mm×150mm×150mm立方體，每組6塊，分別測7d和28d的抗壓強(qiáng)度。

1.4 試配原始數(shù)據(jù)表4

表4 復(fù)合砂配合比

表5 復(fù)合砂混凝土試驗工作性及試驗結(jié)果

1.5 結(jié)果分析

石屑和細(xì)砂之間存在著一個最佳比例，在這個最佳比例范圍內(nèi)，混凝土的拌和物不但具有較好的工作性，而且硬化后還具有較高的抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B能力。其原因可以解釋為：石屑中的適量石粉在混凝土中起到了一種惰性摻和料的作用，能夠改善混凝土的和易性，增加混凝土拌和物的稠度，有利于泵送；粗糙多棱角的石屑顆粒在砂漿中起著骨架的作用，限制了水泥石的變形及骨料顆粒的滑動；石屑與水泥石有良好的黏結(jié)界面，使界面空隙少，減少了應(yīng)力集中；復(fù)合砂空隙率降低，密實度提高。由表5中可以看出，當(dāng)石屑與細(xì)砂的比例為1：1時，混凝土坍落度損失不大，工作性能好，28天抗壓強(qiáng)度最高。

另一方面，石屑中含有的較多的石粉，其吸水率較高，比表面積大，會吸附較多的水泥漿體，主要表現(xiàn)為混凝土需水量偏大和混凝土的坍落度經(jīng)時損失較大，流動性比普通混凝土差。但是只要通過合適的高效減水劑和配合比優(yōu)選，以及石屑中石粉含量的控制，石屑混凝土的坍落度經(jīng)時損失是可以控制在商品混凝土生產(chǎn)允許水平的。

從經(jīng)濟(jì)角度上看，河砂的價格一般為45元/噸，石屑為自用石場副產(chǎn)品不需要費用。因此，每立方復(fù)合砂混凝土的價格比河砂混凝土的價格要低15～20元左右。隨著人們對環(huán)境保護(hù)意識的不斷增強(qiáng)，未來河砂的價格勢必會逐漸上漲，因此采用石屑配制混凝土的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢將更加顯著。

3 結(jié)論

1）根據(jù)石屑棱角多、0.315mm以下顆粒少、含粉量較大、配制的混凝土流動性差，不利用于泵送的缺點，設(shè)計了石屑和細(xì)砂復(fù)合配制泵送混凝土的優(yōu)化方案，解決了石屑混凝土可泵性差，易堵管的技術(shù)難題。

2）使用石屑和細(xì)砂混合復(fù)配砂，最佳比例在1：1左右，在這個最佳比例范圍內(nèi)，混凝土的拌和物不但具有較好的工作性，而且硬化后還具有較高的抗壓強(qiáng)度。

3）復(fù)合砂混凝土中摻入適合的高效減水劑可以很好的解決石屑中石粉導(dǎo)致的坍落度經(jīng)時損失大的問題。

4）使用石屑與天然細(xì)砂搭配配制的混凝土具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉娟紅，李政，王俊杰，張衛(wèi)煒.機(jī)制砂與天然細(xì)砂混摻配制高性能混凝土耐久性的研究[J].新型建筑材料，2006（7）：5-7.

[2]李建，謝友均，劉寶舉，等.石屑代砂混凝土力學(xué)性能研究[J].混凝土，2001，（7）：7-11.

[3]吳明威，付兆崗，李鐵翔.機(jī)制砂中石粉含量對混凝土性能影響的試驗研究[J].鐵道建筑技術(shù)，2000（4）：46-49.

[責(zé)任編輯：薛俊歌]