建筑用破碎卵石与破碎山石性能区别验证

汪泽利 （黄山市建设工程质量监督站，安徽 黄山 245000）

在《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ52-2006）2.1.4条中，把破碎河卵石、破碎山体岩石都归类于碎石进行检验检测，在GB/T14685-2011建筑用碎石、卵石中，也把破碎河卵石、破碎山体岩石作为同一种性能集料使用于混凝土中，可是在笔者平时的检测中，发现破碎河卵石的比表面积、针片状、吸水率、与混凝土的握裹力都与破碎山体岩石有较大区别，在泵送混凝土中综合性能对比上也有很多区别，本文就两种不同粗集料物理性能与混凝土综合性能的比较，进行试验论证而找出它们各自的优越点，以及如何更好的在工程中使用。

首先，对两种粗集料的比表面积进行分析，破碎山石都是大体积的山石经过破碎机多次破碎，一般呈现近似立方体形状，在这里假设为六个破碎面的立方体，而河卵石由于长时间的风化和雨水侵蚀，表面光滑、圆润，经过破碎机加工，一般破碎一到两次，就能达到建筑用石的颗粒级配要求，在这里假设其为两个破碎面，假设其为四分之一球形，这样同等体积情况下，立方体长为l，圆球半径为r,利用体积公式它们的表面积比为得出它们之间的比表面积为1.07，破碎山石的表面积比破碎河卵石大7%，同一强度混凝土配比上，破碎山石的用水量要比破碎河卵石多7%，也就是说水泥用量也要高7%，从这一点可以看出破碎河卵石更经济。

再从针片状含量上来对它们物理性能进行对比，选出两种黄山地区比较具有代表性的破碎卵石（5mm～31.5mm连续粒级）、屯溪青碎石（5mm～31.5mm连续粒级）各5 kg，进行针片状试验,试验结果如表1。

得到破碎卵石的针片状含量大于破碎山石，而且各粒径的针片状含量碎卵石都比碎山石含量高，特别是中小粒径，由于已经达到连续粒径要求，所以小粒径的颗粒破碎次数偏少，许多未破碎的卵石片混杂在其中，使得碎卵石针片状含量偏大，而黄山地区山石强度高，没有明显岩石层理，破碎后基本都呈现立方体形状，故其针片状含量较小。从上面的试验可以看出，两种碎石在针片状上有很大的区别，而针片状对混凝土的性能影响很大，从这一点也能看出不能简单的把它们混为一种材料来试验和使用。

破碎山石、破碎河卵石针片状指标 表1

对于它们之间的其他物理性能，我们同样使用上面的两种集料进行对比，试验结果如表2。

破碎山石、破碎河卵石物理性能指标 表2

表2中较为明显区别的是破碎卵石的吸水率明显高于破碎山石，压碎指标值低于破碎山石，而其他指标上破碎山石性能好于破碎卵石，但都比较接近。再分析一下吸水率，由于河卵石处于低洼处，长期浸入水中，使得其吸水率明显高于破碎山石，而吸水率高的集料在混凝土后期水化过程中，可以提供其内部储存的水份帮助混凝土水化，有利于混凝土后期强度的提高。

而对于不同集料与混凝土的握裹力，由于不能直观的用试验方法进行检测，我们采取配置不同强度的混凝土进行试验对比，比较在同一配比下不同集料对混凝土力学性能影响，配置了C15～C50共8个等级的塑性混凝土进行试验。

试验用原材料及主要性能：

①水泥：海螺32.5、42.5、52.5级硅酸盐水泥。

②细集料：黄山临溪中砂（细度模数2.9，含泥量1.2%）。

③粗集料：采用破碎河卵石、屯溪破碎山石，性能指标见表1、表2。

试验结果分析：

①在混凝土10d抗压强度看，不同配比的混凝土都呈现破碎山石比破碎卵石抗压强度高，这是由于山石的破碎面、表面棱角多，与水泥的接触面大，握裹力比破碎卵石要强，所以抗压强度比破碎卵石要高。

②从混凝土不同龄期的发展来看，低强度混凝土，破碎卵石后期混凝土强度增长快，到了180d后普遍比破碎山石强度还高，这是由于破碎卵石的内蓄水作用，使得后期水化更加充分，所以后期强度增长快。

混凝土物理性能及力学性能 表3

③强度超过C30的混凝土，试验对比得出破碎山石强度各龄期强度都比破碎卵石要高，强度越高越明显，这是由于强度高的混凝土配比中，水泥含量增加，破碎卵石由于吸水率高带来的后期强度增长优势不足以抵消表面光滑带来的握裹力不够、针片状大引起的混凝土强度的损失，使得强度增长幅度没有破碎山石快。

④而从混凝土的物理性能对比，我们也能看到破碎山石集料配置混凝土和易性明显不如破碎卵石，这是由于破碎卵石具有卵配制石的形貌特性，表面棱角相对比碎石少得多，颗粒级配好，和易性明显优于破碎山石；在泵送混凝土中，混凝土在搅拌和泵送过程中与搅拌机、泵、泵管摩擦阻力减小，不易堵管、易于泵送，减少设备磨损，延长了设备使用寿命。这也是破碎卵石相较于破碎山石的优势。

结论：对于低强度混凝土，采用破碎卵石的混凝土在前期虽然强度比破碎山石低，但后期强度发展优于碎石，同时考虑黄山地处皖南山区，是新安江、钱塘江、富春江“三江”源头，河流资源丰富，破碎河流两边随意堆积在河床上卵石，经济成本低，所以可以考虑综合性能及经济成本优势的破碎卵石作为集料运用于混凝土中，而对于高强度混凝土以及对混凝土前期强度有要求的混凝土，由于山石混凝土的握裹力强、针片状少、含泥量低等优点，所以应该考虑用破碎山石作为集料以保证混凝土强度。

[1]JGJ52-2006,普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2006.

[2]GB/T14685-2011,建筑用碎石和卵石[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.

[3]袁润章.胶凝材料学[M].武汉:武汉工业大学,1996.

[4]何红梅.卵石形貌对混凝土强度的影响探讨[J].重庆建筑,2006（8）.

[5]康育文.破碎卵石作为粗骨料在商品混凝土中的应用[J].混凝土,2009（2）.

[6]张玉会.破碎卵石的破碎机理及应用性能分析[J].河南科技,2013(2).