石屑在預拌混凝土中的應用研究

閆寧

哈爾濱偉業商品混凝土有限公司 哈爾濱 150038

摘要：通過試驗研究，確定石屑在預拌混凝土中的最佳摻量，它對預拌混凝土性能的影響；根據生產的實際情況，總結了石屑在預拌混凝土中的應用技術和注意事項。

關鍵詞：性能；石屑；混凝土

0 引言

根據國家發展和改革委員會的指導精神，鼓勵支持有能力有技術的企業加大廢棄資源的綜合利用力度。引導預拌混凝土行業向著綠色、環保、節能的方向發展。石屑就是廢棄資源的一種，它是碎石在破碎過程中篩下的最后一級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。在我國每生產1立方米碎石，大約產生0.2～0.5噸不等的石屑，在采石場大量堆積，不僅占用場地、產生粉塵污染，而且造成資源的大量浪費。目前，就我國對環境保護以及現有天然砂相對短缺的現狀來看，把石屑作為混凝土的一種組分進行研究利用是十分必要和緊迫的。

由于采石廠的生產工藝流程、石材石質不同。石屑的各項物理性能指標變化范圍也較大，其粒徑范圍主要集中在0～5mm之間，細度模數在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出產的石屑性能指標。

表1 石屑的物理性能指標

編號 細度模數 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 材料及試驗方法

1.1原材料的選擇

石屑采用哈市阿城生產的石屑-03，其性能指標見表1

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

砂：哈爾濱堤管砂廠，細度模數2.5

粉煤灰：哈爾濱第三發電廠生產的Ⅱ級粉煤灰，細度13%；

外加劑：哈爾濱順發外加劑廠生產的脂肪族泵送劑，減水率為23%。

1.2試驗方法

通過試驗研究確定石屑對中砂和碎石的取代率，針對C25～C40強度等級的混凝土進行試配，分別檢驗混凝土的工作性、工作保持性，及強度發展情況。試驗混凝土拌合物均采用機械攪拌和振搗，按照GB/50080-2011《普通混凝土拌合物性能試驗方法》進行操作。24小時拆模，在標準條件下養護至一定齡期測試其抗壓強度，抗壓強度測試按著GB/50081-2011《普通混凝土力學性能試驗方法標準》操作。

2 試驗研究與結論探討

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；坍落度經時損失快，不利于施工。試配時對石粉含量加以控制，適當增加外加劑摻量，減小經時損失。表2和表3分別為普通混凝土與石屑混凝土配合比的對比情況。

表2普通混凝土

序號 強度等級 水泥 粉煤灰 中砂 碎石 外加劑 水 初始/mm 強度/MPa

坍落度 擴展度 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 強度等級 水泥 粉煤灰 中砂 石屑 碎石 外加劑 水 初始/mm 強度/MPa

坍落度 擴展度 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性能明顯優于普通混凝土，而且單方混凝土的造價要比普通混凝土的低，從而實現了技術經濟環保都可行的效果。石屑中含有石粉（0.075mm以下），它的加入充分改善了混凝土內部孔結構，使得混凝土結構內大孔得到細化，密實性增強，進而時強度增強，同時石粉的加入增加了混凝土漿體含量，保水性、抗滲性得到增強。但石屑摻量在20%～30%為最佳，大于50%時性能劣化。

2.2石屑混凝土的應用

石屑混凝土配合比經過檢驗和相關性能檢測合格后進行了生產，C30石屑混凝土配合比與前文一致，共生產石屑混凝土150立方米，初始坍落度和擴展到分別為230mm和560mm，2h后分別為200mm和510mm，拌合物坍落度與擴展度2h經時損失分別為30mm和50mm，滿足工作性要求。

從施工過程看，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護。混凝土表面的可見裂縫沒有，與普通混凝土的收縮值相當。石屑中顆粒狀固體以及石粉的存在，改善了混凝土的孔結構，使結構密實，從而抵消石屑混凝土的體積收縮，使石屑混凝土表現出良好的體積穩定性。28天抗壓強度為38.1 MPa，比初始設計值高3.1 MPa，其它各項性能指標滿足設計要求。

通過對石屑混凝土的收縮、抗裂、抗滲、抗氯離子滲透，以及碳化試驗研究，證明石屑混凝土的收縮和開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于普通混凝土，具有良好的耐久性。

3結語

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性、粘聚性，降低混凝土泌水離析現象產生，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度。

2石屑中石粉含量過多，會使混凝土拌合物過于干稠，流動性變差不利施工。因此，應對進場的石屑增大檢驗頻次，石屑中石粉含量不應超過20%，以免影響混凝土強度和其他性能。

3生產石屑混凝土時應延長混凝土的攪拌時間，并應縮短澆筑成型時間，加強早期保濕養護措施。

參考文獻：

[1]王明貴，姚利群 石屑混凝土研究與應用 [J] 江蘇建筑，2003（1）60-61

[2]安文漢 石屑混凝土強度及微觀結構試驗研究[J]山西建筑，1989（02）19-27

[3]吳俊明 石屑混凝土的應用[J]科技資訊，2009（11）233-234