石屑石粉在水泥混凝土中的应用

2018-04-04胡昌元

价值工程 2018年10期

胡昌元

摘要：制造水泥高耗能，粉煤灰质量不易控制，河砂资源日益匮乏，而采石行业石屑尾矿无法处理，不只浪费资源而且污染环境。但将石粉与石屑分离也是需要大量人力物力的。笔者通过一些室内试验，来分析不进行筛分情况下石粉在混凝土中的应用。

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.

关键词：石屑石粉；混凝土；水泥；性能对比

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

中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）10-0239-02

0 引言

随着工程建设项目的增多、体量增大，对水泥混凝土的使用越来越大，对混凝土的原材料需求也越来越大。而现在石粉石屑的用途主要用于公路路基的级配碎石、路面的沥青混凝土、水泥空心砖等行业，用量较少。而实际碎石开采过程中的大量石粉都被水泥冲走、掩埋覆盖，若能使普通石屑石粉用于水泥混凝土，则可解决上述问题。本文主要对0.15～4.75mm的机制砂和粒径小于0.075mm的石粉的混合料进行探讨。

1 试验用原材料

①水泥：江门海螺水泥有限公司，P.O 42.5；②粉煤灰：神华广东国华粤电台山发电厂有限公司，F类C50以下级；③细骨料：肇庆西江河砂，细度模数MX=2.5；④粗骨料：江门大泽白水带采石场，碎石由5～10mm、10～20 mm、16～31.5 mm碎石按20%：50%：30%比例混合而成，为5～31.5mm连续级配，含泥量0.4%；⑤外加剂：安徽中铁工程材料科技有限公司，RAWY101聚羧酸高性能减水剂；⑥水：广东江门新会，饮用水；⑦石屑石粉：江门大泽白水带，其颗粒级配见表1。

2 试验方案

①研究在相同的标准条件下，过0.9mm的石屑石粉分别以0%、5%、10%、15%、20%替代等量水泥，考察不同的石粉替代率下水泥胶砂的流动性和力学性能，以找到合适的石粉替代水泥用量。

②研究过2.36mm的石屑石粉与水泥相比，对高性能减水剂的减水剂影响。石粉掺量按5%、10%、15%递增来等量替代水泥，进行拌合物性能试验，比较减水率和28d抗压强度比的变化。

③通过试验，找出合适的石粉石屑掺量进行配合比设计，考察石屑石粉掺入后，混凝土的工作性能和力学性能、耐久性，以评价石屑石粉在混凝土中应用的可行性。

3 试验过程及数据处理

①依据GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》、GB/T2419-2005《水泥胶砂流动度测定方法》，按照表2所示的水泥胶砂配合比，以此进行水泥胶砂的拌制、流动性检测、胶砂试件成型、养护及28d抗压强度试验。

由表3可见，在石粉掺入量为5%时，流动度、强度变化较小，当石粉掺入量大于10%时，胶砂流动度及强度衰减快。因此石粉的掺入量不宜超过5%。过多的石粉石屑会增加骨料间的摩擦，降低胶砂流动性[1]。同时水泥的胶结作用也会降低，毕竟石粉的活性较低。

②石粉替代水泥对混凝土减水剂的影响。

石粉的空隙较多，所以其吸附性也较大，必然会吸附减水剂作用分子。当混凝土中掺入一定量的石粉之后，就会造成减水剂的减水率变化[2]。本次試验依据GB/T8076-2008《混凝土外加剂》，基准混凝土和受检混凝土的坍落度按200±10mm执行，具体配合比及试验结果如表4。

由表4可见，单纯采用石粉替代水泥，并不会造成减水剂的减水率降低。主要因为水泥颗粒也是经磨碎的，表面粗糙且存在一定的吸附性，相对来说，石粉的吸附性还是要比水泥低。由于石粉的吸附性较低，因此随着石粉掺量的增加，减水剂的减水效果还会有所提高。在抗压强度比分析中，低掺量的石屑石粉对抗压强度影响较小，掺量超过10%时，抗压强度下降明显，同时混凝土保水性会有所降低，泌水增加[3]。

③石屑石粉配合比设计及性能。

通过对掺石屑石粉的胶砂和混凝土试验，基本能确定石粉石屑的最佳掺量为5%，利用这一掺量设计C30混凝土配合比，将其与无石屑石粉的混凝土配合比进行对比力学性能、工作性能、耐久性能，以评价石屑石粉用于混凝土的适用性。普通C30混凝土及掺石屑石粉配合比如表5。

对以上配合比进行主要拌合物性能、力学性能和耐久性能试验，其检测结果如表6。

由表6可见，对掺加石屑石粉的混凝土进行合理的配合比设计，能在保证混凝土施工性能、力学性能、耐久性能的情况下，节约成本，合理利用废弃资源。

4 结论

①进行合理的配合比设计，石屑石粉也能作为一种掺和料，应用于水泥混凝土中。②碎石中的石屑石粉，其组份和本文所述石屑石粉类似。因此，只要在配合比设计，合理考虑石屑石粉的各种变化，设计不同石屑石粉含量下的配合比，就能在不进行水洗区分的情况下将其应用到水泥混凝土中。但配合比设计是应当将石屑石粉当胶凝材料考虑，进行减水剂的计算。③在实际施工时应严格检测碎石中的石屑石粉含量，根据检测结果选用不同的配合比施工。这样既能保证施工质量，亦可节约资源，节省成本。