石屑在預(yù)拌混凝土中的應(yīng)用研究

閆寧

哈爾濱偉業(yè)商品混凝土有限公司 哈爾濱 150038

摘要：通過(guò)試驗(yàn)研究，確定石屑在預(yù)拌混凝土中的最佳摻量，它對(duì)預(yù)拌混凝土性能的影響；根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況，總結(jié)了石屑在預(yù)拌混凝土中的應(yīng)用技術(shù)和注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：性能；石屑；混凝土

0 引言

根據(jù)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)的指導(dǎo)精神，鼓勵(lì)支持有能力有技術(shù)的企業(yè)加大廢棄資源的綜合利用力度。引導(dǎo)預(yù)拌混凝土行業(yè)向著綠色、環(huán)保、節(jié)能的方向發(fā)展。石屑就是廢棄資源的一種，它是碎石在破碎過(guò)程中篩下的最后一級(jí)含有石粉的碎屑材料，其中往往含有原石料中的一些易碎、脆弱成分。在我國(guó)每生產(chǎn)1立方米碎石，大約產(chǎn)生0.2～0.5噸不等的石屑，在采石場(chǎng)大量堆積，不僅占用場(chǎng)地、產(chǎn)生粉塵污染，而且造成資源的大量浪費(fèi)。目前，就我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)以及現(xiàn)有天然砂相對(duì)短缺的現(xiàn)狀來(lái)看，把石屑作為混凝土的一種組分進(jìn)行研究利用是十分必要和緊迫的。

由于采石廠的生產(chǎn)工藝流程、石材石質(zhì)不同。石屑的各項(xiàng)物理性能指標(biāo)變化范圍也較大，其粒徑范圍主要集中在0～5mm之間，細(xì)度模數(shù)在1.7～4.0之間，表觀密度在2.65g/cm3～2.85 g/cm3之間，空隙率在42%～50%之間。表1列出了幾種哈爾濱地區(qū)出產(chǎn)的石屑性能指標(biāo)。

表1 石屑的物理性能指標(biāo)

編號(hào) 細(xì)度模數(shù) 石粉含量

/% 表觀密度

/（kg/m3） 容重/（kg/m3） 空隙率/%

松散 緊密 松散 緊密

石屑-01 2.8 12.2 2700 1580 1670 41 38

石屑-02 2.9 9.5 2650 1470 1590 46 40

石屑-03 3.2 5.5 2750 1510 1630 45 41

石屑-04 3.4 3.6 2820 1570 1660 44 41

1 材料及試驗(yàn)方法

1.1原材料的選擇

石屑采用哈市阿城生產(chǎn)的石屑-03，其性能指標(biāo)見(jiàn)表1

水泥：亞泰集體哈爾濱水泥廠生產(chǎn)的天鵝牌P·O42.5水泥，28天抗壓強(qiáng)度為48.9MPa；

砂：哈爾濱堤管砂廠，細(xì)度模數(shù)2.5

粉煤灰：哈爾濱第三發(fā)電廠生產(chǎn)的Ⅱ級(jí)粉煤灰，細(xì)度13%；

外加劑：哈爾濱順發(fā)外加劑廠生產(chǎn)的脂肪族泵送劑，減水率為23%。

1.2試驗(yàn)方法

通過(guò)試驗(yàn)研究確定石屑對(duì)中砂和碎石的取代率，針對(duì)C25～C40強(qiáng)度等級(jí)的混凝土進(jìn)行試配，分別檢驗(yàn)混凝土的工作性、工作保持性，及強(qiáng)度發(fā)展情況。試驗(yàn)混凝土拌合物均采用機(jī)械攪拌和振搗，按照GB/50080-2011《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行操作。24小時(shí)拆模，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)至一定齡期測(cè)試其抗壓強(qiáng)度，抗壓強(qiáng)度測(cè)試按著GB/50081-2011《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》操作。

2 試驗(yàn)研究與結(jié)論探討

2.1配合比的確定

石屑混凝土主要是石屑中的含泥量和石粉含量控制難度大；石屑混凝土稠度大；坍落度經(jīng)時(shí)損失快，不利于施工。試配時(shí)對(duì)石粉含量加以控制，適當(dāng)增加外加劑摻量，減小經(jīng)時(shí)損失。表2和表3分別為普通混凝土與石屑混凝土配合比的對(duì)比情況。

表2普通混凝土

序號(hào) 強(qiáng)度等級(jí) 水泥 粉煤灰 中砂 碎石 外加劑 水 初始/mm 強(qiáng)度/MPa

坍落度 擴(kuò)展度 7d 28d

1 C25 280 70 810 1050 6.35 180 220 560 17.5 29.5

2 C30 310 80 780 1060 7.60 175 220 550 22.1 36.5

3 C35 340 70 750 1070 7.98 170 225 570 25.1 41.6

4 C40 380 80 700 1080 10.35 166 230 590 28.6 46.8

表3 石屑混凝土配合比

序號(hào) 強(qiáng)度等級(jí) 水泥 粉煤灰 中砂 石屑 碎石 外加劑 水 初始/mm 強(qiáng)度/MPa

坍落度 擴(kuò)展度 7d 28d

1 C25 280 70 580 500 730 7.35 180 230 570 18.4 33.1

2 C30 310 80 560 500 770 9.02 175 220 550 23.0 39.5

3 C35 340 70 530 500 720 10.3 173 230 570 26.1 45.6

4 C40 380 80 550 450 720 11.5 170 240 600 27.6 47.6

由表2和表3可以看出，摻入石屑的混凝土拌合物工作性能與力學(xué)性能明顯優(yōu)于普通混凝土，而且單方混凝土的造價(jià)要比普通混凝土的低，從而實(shí)現(xiàn)了技術(shù)經(jīng)濟(jì)環(huán)保都可行的效果。石屑中含有石粉（0.075mm以下），它的加入充分改善了混凝土內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)，使得混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)大孔得到細(xì)化，密實(shí)性增強(qiáng)，進(jìn)而時(shí)強(qiáng)度增強(qiáng)，同時(shí)石粉的加入增加了混凝土漿體含量，保水性、抗?jié)B性得到增強(qiáng)。但石屑摻量在20%～30%為最佳，大于50%時(shí)性能劣化。

2.2石屑混凝土的應(yīng)用

石屑混凝土配合比經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)和相關(guān)性能檢測(cè)合格后進(jìn)行了生產(chǎn)，C30石屑混凝土配合比與前文一致，共生產(chǎn)石屑混凝土150立方米，初始坍落度和擴(kuò)展到分別為230mm和560mm，2h后分別為200mm和510mm，拌合物坍落度與擴(kuò)展度2h經(jīng)時(shí)損失分別為30mm和50mm，滿足工作性要求。

從施工過(guò)程看，石屑混凝土和易性要好于普通混凝土，易于施工。成型后用塑料薄膜覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)。混凝土表面的可見(jiàn)裂縫沒(méi)有，與普通混凝土的收縮值相當(dāng)。石屑中顆粒狀固體以及石粉的存在，改善了混凝土的孔結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)密實(shí)，從而抵消石屑混凝土的體積收縮，使石屑混凝土表現(xiàn)出良好的體積穩(wěn)定性。28天抗壓強(qiáng)度為38.1 MPa，比初始設(shè)計(jì)值高3.1 MPa，其它各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。

通過(guò)對(duì)石屑混凝土的收縮、抗裂、抗?jié)B、抗氯離子滲透，以及碳化試驗(yàn)研究，證明石屑混凝土的收縮和開(kāi)裂與普通混凝土相差不多；抗碳化性能和抗氯離子滲透性優(yōu)于普通混凝土，具有良好的耐久性。

3結(jié)語(yǔ)

1合理利用石屑取代部分碎石和砂摻入混凝土，能很大改善混凝土的流動(dòng)性、粘聚性，降低混凝土泌水離析現(xiàn)象產(chǎn)生，能很好地改善混凝土拌合物的性能，提高混凝土的耐久性及抗壓強(qiáng)度。

2石屑中石粉含量過(guò)多，會(huì)使混凝土拌合物過(guò)于干稠，流動(dòng)性變差不利施工。因此，應(yīng)對(duì)進(jìn)場(chǎng)的石屑增大檢驗(yàn)頻次，石屑中石粉含量不應(yīng)超過(guò)20%，以免影響混凝土強(qiáng)度和其他性能。

3生產(chǎn)石屑混凝土?xí)r應(yīng)延長(zhǎng)混凝土的攪拌時(shí)間，并應(yīng)縮短澆筑成型時(shí)間，加強(qiáng)早期保濕養(yǎng)護(hù)措施。

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