水泥与混凝土 广东建材２０１１年第１０期 碎石屑在Ｃ ３０混凝土中的应用研究 方明 （哈尔滨市散装水泥办公室） 摘 要：利用碎石屑取代Ｃ３０混凝土中部分碎石及砂进行相关试验，并比较了未掺入石屑的混凝土 与掺入石屑的混凝土的部分性能。研究结果表明：利用碎石屑合理取代部分砂石，能够改善混凝土的 和易性能，其２８天抗压强度甚至超过基准混凝土。 关键词：石屑；混凝土；性能 碎石屑是在机械加工碎石过程中产生的废料，按粒 Ｓｉ０２ Ｉ Ｋ２０ ｊ Ｆｅ２０３｝ＣａＯ Ｊ Ａ１２０３ Ｊ ＴｉＯ２ Ｊ ＢａＯ Ｊ Ｐ２０５ Ｊ 径可分８０ｕ ｍ～５唧（相当于机制砂）和小于８０ｕ ｍ的颗 Ｉ粒（石粉）两种，其矿物组成和化学成分与被加工母岩具 ５２％ｌｌ １６％ｌ １４％１ １０％Ｉ ５％ ｌ １．２％ｌ １．０％ｌ ０．８％Ｉ 有相同的性质。碎石屑作为石料场的废弃堆积物，既占 采用亚泰集团哈尔滨厂天鹅牌ＰＣ３２．５水泥 ３碎石 用场地，又污染环境。从目前国内及黑龙江省应用及研 １．选择与石屑为同一石场的５～３１．５ｍｍ的碎石。 究来看，主要是代替天然砂用于生产混凝土砖，还没有 大量应用。目前我国对于碎石屑在混凝土和砂浆中的应 １．４砂 用还没有出台相应的国家标准或行业标准，哈尔滨市也 选用牛头山砂子，细度模数位２．６。 没有关于碎石屑应用的地方标准，这些因素严重影响了 碎石屑在哈尔滨市建筑市场的大量应用。 １．５粉煤灰 哈尔滨市三电厂ＩＩ级粉煤灰，其各项物理性能指标 如表２所示。 表２粉煤灰的化学成分 当前，我国工程建设规模空前，每年需消耗建筑砂 石约６０亿吨，其中大部分应用在混凝土中，仅哈尔滨市 区２００９年对混凝土的使用量就达到５００多万立方米。 随着哈尔滨市建筑市场对混凝土需求量的逐渐上升，阿 城、五常等地作为石子的主要产地，采石场的数量也在 ｌ１．６外加剂 ｌ ｌ ： ｌ ：！ ｊ 不断增加。在石子加工过程中，大、中、小三种粒径的石 子同时生产，同时产生大量的碎石屑，这些碎石屑的很 泵送剂，白配，主要成分为奈系减水剂、外加缓凝、 小部分被混凝土砖生产企业用作细集料生产混凝土砖 外，其余大量的碎石屑则被采石厂当作废弃物随意堆放 引气等组分。萘系高效减水剂的技术参数如下：减水率 为２０％；密度为１．２０ｋｇ／ｍ。；固含量为３９％。 ７水 或掩埋，没有得到有效利用，不仅浪费了哈尔滨市有限 １．自来水。 的矿产资源，而且造成一定的环境污染。科学合理地利 用碎石屑，可以为解决现有碎石及砂供应紧张局面，降 低混凝土生产成本提供一条有效途径。 ２实验部分 ２．１试验方法 试验混凝土拌合物均采用机器搅拌和振捣，按照 ＧＢ／ＴＳＯ０８０—２００２《普通混凝土拌合物性能试验方法》操 １原材料 １．１碎石屑 碎石屑来自哈尔滨市阿城采石场的碎石加工废料， 作。２４ｈ后拆模，在标准养护条件下养护至一定龄期测 外观呈灰色。在研究中，采用两种粒径的碎石屑：Ａ为粒 试其抗压强度，抗压强度测试按照ＧＢ／Ｔ５００８１—２００２《普 径大于５ｍｍ的，代替部分碎石；Ｂ为粒径０．３１５ ５ｍｍ 通混凝土力学性能试验方法标准》操作。的，代替部分砂。表１为碎石屑的化学成分组成。 １．２水泥 ２．２试验结果及讨论 ２．２．１碎石屑Ａ与碎石比例的确定 万方数据３６一 广东建材２０１１年第１０期 将粒径大于５ｍｍ的碎石屑Ａ与碎石按一定体积比 混合，混合后单位体积质量最大，即为碎石屑Ａ与碎石 体积比的最佳比例。碎石屑Ａ与碎石不同体积比的单位 体积质量见表３。 表３不同体积比的碎石屑Ａ与碎石混合后的质量 表水泥与混凝土 ５ ｃ３０基准混凝．－Ｌ配合比 单位材料用量（ｋｇ／ｍ。） 坍落度 ２８ｄ 基准 （唧） 抗压强度 怩凝土 水泥 水 粉煤灰 碎石 砂 泵送剂 （ＭＰａ） ３４０ １８５ ７０ ｌ０６０ ７４１ ｌ２ １８５ ３６．２ 表６掺入石屑的Ｃ３０混凝土配合比 序号 碎石屑Ａ的比例 碎石的比例 单位体积质量ｋｇ／ｍ。 １ ２ ３ ４ ｌ 水 单位材料用量（ｋｇ／ｍ。） １ ２ ３ ４ ９ ８ ７ ６ １３４０ ｌ３７５ １３９０ １３７０ 混石凝屑ｆ土Ｉ 水泥Ｉ』 水ｌ ｌ粉煤灰Ｉ ｌ碎石屑Ｉ ｊ恫。苫陈送ｌ 剂ｆ ｌ… Ｉｌ曩 抗强压度 Ａ ４：１ ｌ ３４０ ｌ １８５ｆ ７０ ｌ １０６０ ｌ ７４１ ｌ １２ ｌ １９５ ｌ ３９．５ ５ ５ ５ １３５Ｏ 从表５、表６可知，掺入碎石屑的混凝土的坍落度 由表３可知，碎石屑Ａ与碎石的最佳体积比为３： 较大，和易性较好，便于施工，而且掺入碎石屑的混凝土 的２８天抗压强度较高，比未掺入碎石屑的同强度级别 ７，此时的石子的堆积密度最大，为１３９０ｋｇ／ｍｓ。 ２．２．２碎石屑Ｂ与砂比例的确定 将粒径小于５ｍｍ的碎石屑Ｂ与砂按一定的体积比 混合，混合后单位体积质量最大，即为碎石屑Ｂ与砂体 的混凝＿十高出３．３ＭＰａ，这是因为石屑中的细小颗粒填 补了碎石中的空隙，使整个混凝土的密实度提高，抗压 能力增强。 积比的最佳比例。碎石屑Ｂ与砂不同体积比的单位体积 质量见表４。 表４不同体积比的碎石屑Ｂ与砂混合后的质量 在混凝土中加入粉煤灰和碎石屑Ｂ，可以减少水泥 用量。同时还能改善混凝土的内部结构，减少水泥及用 水量，这对提高混凝土的耐久性有积极贡献。 序号 碎石屑Ｂ的比例 砂的比例 １ １ ９ 单位体积质量ｋｇ／ｍ １４ｌ０ 泵送剂的引入。一是可以降低水灰比，减少空隙率， 细化毛细孔径；二是其中的引气成份在混凝土中形成不 连通的微小气泡。割断了毛细孔的通道，这可大大提高 混凝土的耐久性能。 ２ ３ ４ ５ ２ ３ ４ ５ ８ ７ ６ ５ １４２０ １４２５ ｉ４４０ １４３５ ３结语 （１）合理利用碎石屑取代部分碎石和砂掺入混凝土， 混凝土的坍落度比未掺入碎石屑的混凝土的大； 由表４可知，碎石屑Ｂ与砂的最佳体积比为４：６， 此时混合后的单位体积质量最大，为１４４０ｋｇ／ｍｓ。 ２．２．３拌合物性能及抗压强度 抗压强度见表５；掺入石屑的Ｃ３０混凝土配合比和抗压 强度见表６。 （２）合理利用碎石屑取代部分碎石和砂掺入混凝土， （３）在混凝土中掺入碎石屑，可减轻环境污染，降低 混凝土成本，对于节能减排有着重要的意义。● 用普通碎石和砂配制的Ｃ３０基准混凝土配合比和 混凝土的２８天抗压强度比未掺入碎石屑的混凝土高；万方数据３７— 碎石屑在C30混凝土中的应用研究
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
方明
哈尔滨市散装水泥办公室广东建材
Guangdong Building Materials2011,27(10)
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