论文部分内容阅读
哈尔滨伟业商品混凝土有限公司 哈尔滨 150038
摘要：通过试验研究，确定石屑在预拌混凝土中的最佳掺量，它对预拌混凝土性能的影响；根据生产的实际情况，总结了石屑在预拌混凝土中的应用技术和注意事项。
关键词：性能；石屑；混凝土
0 引言
根据国家发展和改革委员会的指导精神，鼓励支持有能力有技术的企业加大废弃资源的综合利用力度。引导预拌混凝土行业向着绿色、环保、节能的方向发展。石屑就是废弃资源的一种，它是碎石在破碎过程中筛下的最后一级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。在我国每生产1立方米碎石，大约产生0.2～0.5吨不等的石屑，在采石场大量堆积，不仅占用场地、产生粉尘污染，而且造成资源的大量浪费。目前，就我国对环境保护以及现有天然砂相对短缺的现状来看，把石屑作为混凝土的一种组分进行研究利用是十分必要和紧迫的。
由于采石厂的生产工艺流程、石材石质不同。石屑的各项物理性能指标变化范围也较大，其粒径范围主要集中在0～5mm之间，细度模数在1.7～4.0之间，表观密度在2.65g/cm3～2.85 g/cm3之间，空隙率在42%～50%之间。表1列出了几种哈尔滨地区出产的石屑性能指标。
表1 石屑的物理性能指标
编号 细度模数 石粉含量
/% 表观密度
/（kg/m3） 容重/（kg/m3） 空隙率/%
松散 紧密 松散 紧密
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 材料及试验方法
1.1原材料的选择
石屑采用哈市阿城生产的石屑-03，其性能指标见表1
水泥：亚泰集体哈尔滨水泥厂生产的天鹅牌P·O42.5水泥，28天抗压强度为48.9MPa；
砂：哈尔滨堤管砂厂，细度模数2.5
粉煤灰：哈尔滨第三发电厂生产的Ⅱ级粉煤灰，细度13%；
外加剂：哈尔濱顺发外加剂厂生产的脂肪族泵送剂，减水率为23%。
1.2试验方法
通过试验研究确定石屑对中砂和碎石的取代率，针对C25～C40强度等级的混凝土进行试配，分别检验混凝土的工作性、工作保持性，及强度发展情况。试验混凝土拌合物均采用机械搅拌和振捣，按照GB/50080-2011《普通混凝土拌合物性能试验方法》进行操作。24小时拆模，在标准条件下养护至一定龄期测试其抗压强度，抗压强度测试按着GB/50081-2011《普通混凝土力学性能试验方法标准》操作。
2 试验研究与结论探讨
2.1配合比的确定
石屑混凝土主要是石屑中的含泥量和石粉含量控制难度大；石屑混凝土稠度大；坍落度经时损失快，不利于施工。试配时对石粉含量加以控制，适当增加外加剂掺量，减小经时损失。表2和表3分别为普通混凝土与石屑混凝土配合比的对比情况。
表2普通混凝土
序号 强度等级 水泥 粉煤灰 中砂 碎石 外加剂 水 初始/mm 强度/MPa
坍落度 扩展度 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
序号 强度等级 水泥 粉煤灰 中砂 石屑 碎石 外加剂 水 初始/mm 强度/MPa
坍落度 扩展度 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，掺入石屑的混凝土拌合物工作性能与力学性能明显优于普通混凝土，而且单方混凝土的造价要比普通混凝土的低，从而实现了技术经济环保都可行的效果。石屑中含有石粉（0.075mm以下），它的加入充分改善了混凝土内部孔结构，使得混凝土结构内大孔得到细化，密实性增强，进而时强度增强，同时石粉的加入增加了混凝土浆体含量，保水性、抗渗性得到增强。但石屑掺量在20%～30%为最佳，大于50%时性能劣化。
2.2石屑混凝土的应用
石屑混凝土配合比经过检验和相关性能检测合格后进行了生产，C30石屑混凝土配合比与前文一致，共生产石屑混凝土150立方米，初始坍落度和扩展到分别为230mm和560mm，2h后分别为200mm和510mm，拌合物坍落度与扩展度2h经时损失分别为30mm和50mm，满足工作性要求。
从施工过程看，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盖保湿养护。混凝土表面的可见裂缝没有，与普通混凝土的收缩值相当。石屑中颗粒状固体以及石粉的存在，改善了混凝土的孔结构，使结构密实，从而抵消石屑混凝土的体积收缩，使石屑混凝土表现出良好的体积稳定性。28天抗压强度为38.1 MPa，比初始设计值高3.1 MPa，其它各项性能指标满足设计要求。
通过对石屑混凝土的收缩、抗裂、抗渗、抗氯离子渗透，以及碳化试验研究，证明石屑混凝土的收缩和开裂与普通混凝土相差不多；抗碳化性能和抗氯离子渗透性优于普通混凝土，具有良好的耐久性。
3结语
1合理利用石屑取代部分碎石和砂掺入混凝土，能很大改善混凝土的流动性、粘聚性，降低混凝土泌水离析现象产生，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压强度。
2石屑中石粉含量过多，会使混凝土拌合物过于干稠，流动性变差不利施工。因此，应对进场的石屑增大检验频次，石屑中石粉含量不应超过20%，以免影响混凝土强度和其他性能。
3生产石屑混凝土时应延长混凝土的搅拌时间，并应缩短浇筑成型时间，加强早期保湿养护措施。
参考文献：
[1]王明贵，姚利群 石屑混凝土研究与应用 [J] 江苏建筑，2003（1）60-61
[2]安文汉 石屑混凝土强度及微观结构试验研究[J]山西建筑，1989（02）19-27
[3]吴俊明 石屑混凝土的应用[J]科技资讯，2009（11）233-234
摘要：通过试验研究，确定石屑在预拌混凝土中的最佳掺量，它对预拌混凝土性能的影响；根据生产的实际情况，总结了石屑在预拌混凝土中的应用技术和注意事项。
关键词：性能；石屑；混凝土
0 引言
根据国家发展和改革委员会的指导精神，鼓励支持有能力有技术的企业加大废弃资源的综合利用力度。引导预拌混凝土行业向着绿色、环保、节能的方向发展。石屑就是废弃资源的一种，它是碎石在破碎过程中筛下的最后一级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。在我国每生产1立方米碎石，大约产生0.2～0.5吨不等的石屑，在采石场大量堆积，不仅占用场地、产生粉尘污染，而且造成资源的大量浪费。目前，就我国对环境保护以及现有天然砂相对短缺的现状来看，把石屑作为混凝土的一种组分进行研究利用是十分必要和紧迫的。
由于采石厂的生产工艺流程、石材石质不同。石屑的各项物理性能指标变化范围也较大，其粒径范围主要集中在0～5mm之间，细度模数在1.7～4.0之间，表观密度在2.65g/cm3～2.85 g/cm3之间，空隙率在42%～50%之间。表1列出了几种哈尔滨地区出产的石屑性能指标。
表1 石屑的物理性能指标
编号 细度模数 石粉含量
/% 表观密度
/（kg/m3） 容重/（kg/m3） 空隙率/%
松散 紧密 松散 紧密
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 材料及试验方法
1.1原材料的选择
石屑采用哈市阿城生产的石屑-03，其性能指标见表1
水泥：亚泰集体哈尔滨水泥厂生产的天鹅牌P·O42.5水泥，28天抗压强度为48.9MPa；
砂：哈尔滨堤管砂厂，细度模数2.5
粉煤灰：哈尔滨第三发电厂生产的Ⅱ级粉煤灰，细度13%；
外加剂：哈尔濱顺发外加剂厂生产的脂肪族泵送剂，减水率为23%。
1.2试验方法
通过试验研究确定石屑对中砂和碎石的取代率，针对C25～C40强度等级的混凝土进行试配，分别检验混凝土的工作性、工作保持性，及强度发展情况。试验混凝土拌合物均采用机械搅拌和振捣，按照GB/50080-2011《普通混凝土拌合物性能试验方法》进行操作。24小时拆模，在标准条件下养护至一定龄期测试其抗压强度，抗压强度测试按着GB/50081-2011《普通混凝土力学性能试验方法标准》操作。
2 试验研究与结论探讨
2.1配合比的确定
石屑混凝土主要是石屑中的含泥量和石粉含量控制难度大；石屑混凝土稠度大；坍落度经时损失快，不利于施工。试配时对石粉含量加以控制，适当增加外加剂掺量，减小经时损失。表2和表3分别为普通混凝土与石屑混凝土配合比的对比情况。
表2普通混凝土
序号 强度等级 水泥 粉煤灰 中砂 碎石 外加剂 水 初始/mm 强度/MPa
坍落度 扩展度 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
序号 强度等级 水泥 粉煤灰 中砂 石屑 碎石 外加剂 水 初始/mm 强度/MPa
坍落度 扩展度 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，掺入石屑的混凝土拌合物工作性能与力学性能明显优于普通混凝土，而且单方混凝土的造价要比普通混凝土的低，从而实现了技术经济环保都可行的效果。石屑中含有石粉（0.075mm以下），它的加入充分改善了混凝土内部孔结构，使得混凝土结构内大孔得到细化，密实性增强，进而时强度增强，同时石粉的加入增加了混凝土浆体含量，保水性、抗渗性得到增强。但石屑掺量在20%～30%为最佳，大于50%时性能劣化。
2.2石屑混凝土的应用
石屑混凝土配合比经过检验和相关性能检测合格后进行了生产，C30石屑混凝土配合比与前文一致，共生产石屑混凝土150立方米，初始坍落度和扩展到分别为230mm和560mm，2h后分别为200mm和510mm，拌合物坍落度与扩展度2h经时损失分别为30mm和50mm，满足工作性要求。
从施工过程看，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盖保湿养护。混凝土表面的可见裂缝没有，与普通混凝土的收缩值相当。石屑中颗粒状固体以及石粉的存在，改善了混凝土的孔结构，使结构密实，从而抵消石屑混凝土的体积收缩，使石屑混凝土表现出良好的体积稳定性。28天抗压强度为38.1 MPa，比初始设计值高3.1 MPa，其它各项性能指标满足设计要求。
通过对石屑混凝土的收缩、抗裂、抗渗、抗氯离子渗透，以及碳化试验研究，证明石屑混凝土的收缩和开裂与普通混凝土相差不多；抗碳化性能和抗氯离子渗透性优于普通混凝土，具有良好的耐久性。
3结语
1合理利用石屑取代部分碎石和砂掺入混凝土，能很大改善混凝土的流动性、粘聚性，降低混凝土泌水离析现象产生，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压强度。
2石屑中石粉含量过多，会使混凝土拌合物过于干稠，流动性变差不利施工。因此，应对进场的石屑增大检验频次，石屑中石粉含量不应超过20%，以免影响混凝土强度和其他性能。
3生产石屑混凝土时应延长混凝土的搅拌时间，并应缩短浇筑成型时间，加强早期保湿养护措施。
参考文献：
[1]王明贵，姚利群 石屑混凝土研究与应用 [J] 江苏建筑，2003（1）60-61
[2]安文汉 石屑混凝土强度及微观结构试验研究[J]山西建筑，1989（02）19-27
[3]吴俊明 石屑混凝土的应用[J]科技资讯，2009（11）233-234