石粉取代砂子在轻骨料混凝土中的应用

韩韶硕 刘沛叶 郭建茂 王卫忠

【摘要】目前由于河沙比较缺乏，当前需要找到一种材料替代河沙，本文通过对石粉取代砂子研究了轻骨料混凝土的和易性、抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和电通量，结果表明，随着石粉取代率的增大，新拌轻骨料混凝土的和易性减弱，当石粉的取代率为30%时，轻骨料混凝土的力学性能最好。当石粉的取代率为50%时，轻骨料混凝土的耐久性最好，并对其中的原因做出了解释。

【关键词】石粉 取代 轻骨料混凝土 性能 原因

0 引言

随着河砂的使用，砂子的数量在减少，而在混凝土中用到的石子也不都是天然的，是用机器粉碎的，机器在粉碎的过程中会有石粉产生，石粉不经过处理直接扔掉不仅造成浪费，还会污染环境。为此学者们对提出用石粉取代砂子对混凝土进行改性，并对此作了大量的研究。目前这方面的研究对普通混凝土研究的较多，并且形成了一些规模，对轻骨料混凝土的研究较少，于是本人对石粉取代砂子，研究了轻骨料混凝土的性能。

1 实验原料

水泥：河北省石家庄市曲寨水泥厂生产的P042.5的水泥

轻粗集料：页岩陶粒，河北省石家庄市恒泰建材有限公司生产，桶压强强度为5.0MPa，表观密度为712kg/m3

细集料：河沙，细度模数为2.6，中砂，表观密度为2790kg/m3

水：自来水

石粉：河北省保定市曲阳县石粉厂生产

2.实验结果及分析

2.1 不同掺量细集料的细度模数

石粉是替代细沙做细骨料的，下表是掺入石粉后细骨料的细度模数，

2.2 实验的配合比设计

本次实验按照石粉取代砂子的多少，编号为W0（0%），W1（20%），W2（30%）和W3（50%）具体的配合比设计如下表所示：

所有的试块都是按着国家标准制作的（抗压强度的试块是100×100×100，抗折强度的试块是100×100×400，劈裂抗拉强度试块为100×100×100，弹性模量的试块为100×100×400，电通量试块为100×50，非标准试块得到的实验数据都是经过换算得到的），一天后脱模，放在标准养护室里养护到龄期后再做实验。

2.3 和易性实验

石粉取代水泥后和易性如表2所示

表2不同的石粉掺量对轻骨料混凝土坍落度的影响

由于石粉的粒径小于砂子的粒径，石粉的吸水性比砂子好，因此当掺人石粉后，一部分水被吸收，坍落度减小。當石粉的取代率为30%时，和易性最好。

2.4 力学性能

由表3可以看到，当石粉的掺量为30%时混凝土的抗压、抗折、劈裂抗拉强度最高。这是由于石粉掺人轻骨料混凝土中，在石粉的表面形成了一层水膜，这层水膜使石粉不容易下降，随着水化反应的进行，水膜的厚度逐渐减小，直到反应完全，石粉停在了原来的位置，减小了界面过渡区的缺陷，增大了界面结合力，力学性能达到了最好。

3 电通量实验

由图1可以看出，随着石粉掺量的增加轻骨料混凝土的电通量逐渐减小，混凝土的抗氯离子侵蚀能力增强，耐久性增强。由集料级配包围垛密理论可知，在混凝土中大颗粒的表面有中颗粒包围，中颗粒的表面由小颗粒包围小颗粒的表现由更小的颗粒包围，这样形成混凝土的致密结构。混凝土抗氯离子侵蚀的能力由其本身的致密度决定，轻骨料混凝土也是如此，掺人石粉后，石粉的粒度比较小，能够填充轻骨料混凝土的部分孔隙，提高轻骨料混凝土的密实性，因此抗氯离子侵蚀的能力提高。

4 结论

（1）当时分的取代率为30%时，轻骨料混凝土的和易性最好

（2）当石粉的掺量为30%时，轻骨料混凝土的力学性能最佳。

（3）当石粉的掺量为50%时，轻骨料混凝土的耐久性最佳。

（4）石粉可以取代部分取代砂子，以解决砂子不足的问题，当石粉的掺量过大时对轻骨料混凝土的凝结产生影响。要想提高石粉的取代率，必须加入减水剂或其他的添加剂，以保证轻骨料混凝土的工作性，使这种轻骨料混凝土的应用扩大。

参考文献：

[1]F.K.Thonas.P.Pathbeeban. Study on the Effect of Granite Powder on Concrete Properties.[J].Proceed-ings of the ICE-Construction Materials.2010.5.63-70

[2]Marcel Cheyrezy.Vincent Marey.Laurent Fronin. Microstructural Analysis of RPC（Reactive Powder Concrete）.Cement and Concrete Research.1995.10.1491～1500