石屑石粉在水泥混凝土中的應用

胡昌元

摘要： 制造水泥高耗能，粉煤灰質量不易控制，河砂資源日益匱乏，而采石行業石屑尾礦無法處理，不只浪費資源而且污染環境。但將石粉與石屑分離也是需要大量人力物力的。筆者通過一些室內試驗，來分析不進行篩分情況下石粉在混凝土中的應用。

Abstract： It is not easy to control the quality of fly ash in the manufacture of cement and river sand resources increasingly scarce， and stone industry quarry tailings can not be handled， which wastes resources and pollutes the environment. But the separation of stone powder and stone chips also requires a lot of manpower and resources. The author passed some indoor tests to analyze the application of stone powder in concrete without screening.

關鍵詞： 石屑石粉；混凝土；水泥；性能對比

Key words： stone chip powder；concrete；cement；performance comparison

中圖分類號：TU528 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）10-0239-02

0 引言

隨著工程建設項目的增多、體量增大，對水泥混凝土的使用越來越大，對混凝土的原材料需求也越來越大。而現在石粉石屑的用途主要用于公路路基的級配碎石、路面的瀝青混凝土、水泥空心磚等行業，用量較少。而實際碎石開采過程中的大量石粉都被水泥沖走、掩埋覆蓋，若能使普通石屑石粉用于水泥混凝土，則可解決上述問題。本文主要對0.15～4.75mm的機制砂和粒徑小于0.075mm的石粉的混合料進行探討。

1 試驗用原材料

①水泥：江門海螺水泥有限公司，P.O 42.5；②粉煤灰：神華廣東國華粵電臺山發電廠有限公司，F類C50以下級；③細骨料：肇慶西江河砂，細度模數MX=2.5；④粗骨料：江門大澤白水帶采石場，碎石由5～10mm、10～20 mm、16～31.5 mm碎石按20%：50%：30%比例混合而成，為5～31.5mm連續級配，含泥量0.4%；⑤外加劑：安徽中鐵工程材料科技有限公司，RAWY101聚羧酸高性能減水劑；⑥水：廣東江門新會，飲用水；⑦石屑石粉：江門大澤白水帶，其顆粒級配見表1。

2 試驗方案

①研究在相同的標準條件下，過0.9mm的石屑石粉分別以0%、5%、10%、15%、20%替代等量水泥，考察不同的石粉替代率下水泥膠砂的流動性和力學性能，以找到合適的石粉替代水泥用量。

②研究過2.36mm的石屑石粉與水泥相比，對高性能減水劑的減水劑影響。石粉摻量按5%、10%、15%遞增來等量替代水泥，進行拌合物性能試驗，比較減水率和28d抗壓強度比的變化。

③通過試驗，找出合適的石粉石屑摻量進行配合比設計，考察石屑石粉摻入后，混凝土的工作性能和力學性能、耐久性，以評價石屑石粉在混凝土中應用的可行性。

3 試驗過程及數據處理

①依據GB/T17671-1999《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）》、GB/T2419-2005《水泥膠砂流動度測定方法》，按照表2所示的水泥膠砂配合比，以此進行水泥膠砂的拌制、流動性檢測、膠砂試件成型、養護及28d抗壓強度試驗。

由表3可見，在石粉摻入量為5%時，流動度、強度變化較小，當石粉摻入量大于10%時，膠砂流動度及強度衰減快。因此石粉的摻入量不宜超過5%。過多的石粉石屑會增加骨料間的摩擦，降低膠砂流動性[1]。同時水泥的膠結作用也會降低，畢竟石粉的活性較低。

②石粉替代水泥對混凝土減水劑的影響。

石粉的空隙較多，所以其吸附性也較大，必然會吸附減水劑作用分子。當混凝土中摻入一定量的石粉之后，就會造成減水劑的減水率變化[2]。本次試驗依據GB/T8076-2008《混凝土外加劑》，基準混凝土和受檢混凝土的坍落度按200±10mm執行，具體配合比及試驗結果如表4。

由表4可見，單純采用石粉替代水泥，并不會造成減水劑的減水率降低。主要因為水泥顆粒也是經磨碎的，表面粗糙且存在一定的吸附性，相對來說，石粉的吸附性還是要比水泥低。由于石粉的吸附性較低，因此隨著石粉摻量的增加，減水劑的減水效果還會有所提高。在抗壓強度比分析中，低摻量的石屑石粉對抗壓強度影響較小，摻量超過10%時，抗壓強度下降明顯，同時混凝土保水性會有所降低，泌水增加[3]。

③石屑石粉配合比設計及性能。

通過對摻石屑石粉的膠砂和混凝土試驗，基本能確定石粉石屑的最佳摻量為5%，利用這一摻量設計C30混凝土配合比，將其與無石屑石粉的混凝土配合比進行對比力學性能、工作性能、耐久性能，以評價石屑石粉用于混凝土的適用性。普通C30混凝土及摻石屑石粉配合比如表5。

對以上配合比進行主要拌合物性能、力學性能和耐久性能試驗，其檢測結果如表6。

由表6可見，對摻加石屑石粉的混凝土進行合理的配合比設計，能在保證混凝土施工性能、力學性能、耐久性能的情況下，節約成本，合理利用廢棄資源。

4 結論

①進行合理的配合比設計，石屑石粉也能作為一種摻和料，應用于水泥混凝土中。②碎石中的石屑石粉，其組份和本文所述石屑石粉類似。因此，只要在配合比設計，合理考慮石屑石粉的各種變化，設計不同石屑石粉含量下的配合比，就能在不進行水洗區分的情況下將其應用到水泥混凝土中。但配合比設計是應當將石屑石粉當膠凝材料考慮，進行減水劑的計算。③在實際施工時應嚴格檢測碎石中的石屑石粉含量，根據檢測結果選用不同的配合比施工。這樣既能保證施工質量，亦可節約資源，節省成本。

參考文獻：

[1]王巖，史春亮，王薇.石屑在商品混凝土中的應用.

[2]馬保國，楊虎，譚洪波，嚴敏.黏土和石粉含量對聚羧酸減水劑的影響研究.

[3]陳卓利.石粉對混凝土性能影響的試驗研究.