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摘 要：通过利用废弃的石屑大掺量代替河砂配制混凝土，对混凝土的工作性能和力学性能进行了试验和分析。大掺量石屑混凝土具有良好的工作性能和力学性能，大掺量石屑混凝土能够满足泵送混凝土的应用技术，并且成为更为经济的混凝土。
关键词：石屑；工作性；强度；商品混凝土
近年来，随着建设规模的不断扩大，混凝土用的河砂的需求量也不断扩大，导致了河砂资源越来越少，河砂的供需矛盾日益突出。为了解决大连本地区河砂供不应求的问题，石屑作为替代河砂被大量的应用到混凝土生产中[1]。
石屑主要来源于机械加工碎石过程中筛余出来的副产品，作为一种废弃物堆置，既占用场地，又污染环境。用石屑大量代替河砂，不仅解决了河砂资源的短缺和石屑的环境污染问题，而且石屑价格便宜，大掺量石屑替代河砂取得了显著的技术经济效益。
1 原材料
1.1 水泥
大连小野田P.O42.5R水泥：初凝150min，终凝230min，标准稠度用水量142ml，抗压强度3d 32.3MPa，28d 52.4MPa，抗折强度3d 6.2MPa，28d 8.7MPa。
1.2 河砂
大连地区河砂（挑选）：细度模数2.2，含泥量2.0%，泥块含量0.5%，表观密度2600kg/m3。
1.3 石屑
大连棋盘矿石屑：细度模数3.2，含泥量0.5%，石粉含量18%，表观密度2650 kg/m3。
1.4 碎石
大连棋盘矿碎石：5～25mm连续级配，含泥量0.5%，针片状含量3.5%，压碎值7.2%，表观密度2650kg/m3。
1.5 粉煤灰
大连华能电厂粉煤灰：Ⅱ级，细度15%，烧矢量1.8%，需水量比92.5%。
1.6 矿渣粉
鞍钢生产的矿渣粉：S95级，密度2.9g/m3，烧矢量0.75%，流动度比98.5%，活性指数7d 78.2%，28d 104.5%。
1.7 外加剂
大连金海外加剂生产的聚羧酸JH-9，固含量8%，减水率20%，净浆流动度270mm。
2 配合比设计及试验方法
2.1 配合比的设计
为了能体现大掺量石屑替代河砂在商品混凝土中的实际应用，石屑应用到混凝土的很普遍的，但是大掺量替代河砂还是很少的。通过大量试验研究，本文主要针对C20～C50不同强度等级混凝土大掺量石屑进行的配合比设计，水泥用量随着强度等级的增加，石屑取代量控制在650kg左右，由于石屑的特殊性，又要满足泵送施工要求提高混凝土的砂率和采用高掺量减水剂来满足要求，配合比如表2。
2.2 试验方法
对大掺量石屑的新拌混凝土分别检测混凝土的工作性能，工作性保持，混凝土的坍落度，扩展度初始及经时损失情况，混凝土强度发展情况以及60d强度的变化，依据商品混凝土的要求进行试验研究。
3 试验结果与分析
3.1 试验检测数据结果
依据试验方法对不同强度等级的混凝土进行工作性能以及强度的检测，所得数据如表3。
3.2 混凝土的工作性能
由表2和表3可以看出，大掺量石屑替代河砂配制的不同强度等级的混凝土的工作性能完全可以满足泵送混凝土生产施工要求，初始坍落度在230mm以上，经过一小时静止损失还能保持在200mm以上，初始扩展度在600mm以上，经1h静止损失保持在450mm以上。由于石屑中含有大量的石粉，使得新拌的混凝土浆体量增加，保水性和抗泌水性增强，使得混凝土拌合物具有良好的保水性和粘聚性[2]。虽说石屑本身的表面粗糙，多棱角，颗粒不规则，并含有石粉颗粒级配不怎么合理。所以对砂子的细度模数要做出适当的选择，要选择偏细一点的砂或细砂含量要相对高一些，增加混凝土的包裹力。外加大掺量粉煤灰以及矿渣粉的掺入增加混凝土整体的胶凝材料，还要采用高掺高减水率的外加剂，用外加剂来调整混凝土的流動性，这样才能增加混凝凝土的初始流动性及保塑性。大掺量石屑替代河砂配制的混凝土，粘聚性非常好，类似于自密实混凝土，它对原材料的选取要求比较高，原材料的波动也极易导致混凝土的工作性发生变化，对原材料的进场要把好质量关。
3.3 混凝土的力学性能
由表2和表3可以看出，大掺量石屑的不同强度等级的混凝土抗压强度完全满足于配合比设计要求，对于商品混凝土来说一般验收都以28d强度为基准，而且大掺量石屑混凝土强度28d以后还在增长，60d在28d的基础上还会增长3MPa左右。可见大掺量石屑配制混凝土还能提高混凝土的强度[3]。这主要是因为（1）石屑表面粗糙，颗粒具有尖锐的棱角，骨料于水泥之间，骨料之间的结合较好。（2）石粉中含有大量的活性化学成分易形成坚硬的铝硅酸钙和碳酸氢钙。（3）石屑中含有大量的石粉，弥补了混凝土内部孔结构，使混凝土结构内的大孔得到细化，密实性得到增强，进而使强度增加。（4）石粉微粒的存在，使得新拌混凝土的浆体量增加，保水性增强，增加了浆体与骨料界面的粘聚力，增加密实度，使强度增加。大掺量石屑替代河砂配制的混凝土，对于混凝土的强度的增长，尤其是后期强度有相当大的好处。在实际工程中对于大体积混凝土、基础建设混凝土等完全可以使用大掺量石屑混凝土的配合比，既节约了资源又能创造很好的经济效益。大掺量石屑混凝土也适合应用到主体结构中使用，但是大掺量石屑混凝土配合比砂率较大，在主体回弹验收时可能对回弹值有一定的影响，混凝土的抗压强度是完全符合的。
3.4 石屑应用与混凝土中应注意的问题
石屑的性能与河砂还是有一定差别的，导致石屑混凝土的性能与普通混凝土不同，在实际运用中，需要注意一些问题：石屑混凝土棱角较多，表面粗糙，颗粒级配劣于河砂，在使用时应注意级配的调整，适当的增加偏细的河砂，石屑混凝土需水量偏大，坍落度经时损失大，所以在配合比设计中合理的应用外加剂，提高外加剂的掺量，以改善石屑混凝土的和易性；石屑混凝土的石粉含量、大砂率对混凝土的干缩性能影响比较大，尤其早期干缩，应加强石屑混凝土的早期湿水养护。
4 结论
大掺量石屑替代河砂配制混凝土，并加入粉煤灰和矿渣粉以及高掺高效减水剂，可以配置出技术性能良好的混凝土并应用到实际生产中去。
（1）大掺量石屑配制的混凝土具有良好的流动性和粘聚性，属于大流态混凝土。但在搅拌过程中应适当的延长搅拌时间，并缩短振捣成型时间。
（2）大掺量石屑配制的混凝土充分了发挥了石粉的作用，增加了混凝土的密实度提高混凝土的强度，后期强度还在持续增长。
（3）大掺量石屑替代河砂配制的混凝土，既节约了资源，大大降低了混凝土的成本，具有较好的经济效益。
参考文献
[1]洪锦祥，王嘉琪，蒋林华.石屑代砂在混凝土中的研究与应用[J].混凝土，2002，（6）：56-58.
[2]张日恒，苏敬军.石屑代替河砂配制混凝土的试验与研究[J].山西建筑，2007，33（9）：174-175.
[3]袁天海，刘志茂，孙克平，等.石屑在预拌混凝土中研究与应用[J].混凝土，2010，（8）：103-105.
（作者单位：1.大连亿利混凝土搅拌有限公司；2.大连龙亿建筑材料有限公司）
关键词：石屑；工作性；强度；商品混凝土
近年来，随着建设规模的不断扩大，混凝土用的河砂的需求量也不断扩大，导致了河砂资源越来越少，河砂的供需矛盾日益突出。为了解决大连本地区河砂供不应求的问题，石屑作为替代河砂被大量的应用到混凝土生产中[1]。
石屑主要来源于机械加工碎石过程中筛余出来的副产品，作为一种废弃物堆置，既占用场地，又污染环境。用石屑大量代替河砂，不仅解决了河砂资源的短缺和石屑的环境污染问题，而且石屑价格便宜，大掺量石屑替代河砂取得了显著的技术经济效益。
1 原材料
1.1 水泥
大连小野田P.O42.5R水泥：初凝150min，终凝230min，标准稠度用水量142ml，抗压强度3d 32.3MPa，28d 52.4MPa，抗折强度3d 6.2MPa，28d 8.7MPa。
1.2 河砂
大连地区河砂（挑选）：细度模数2.2，含泥量2.0%，泥块含量0.5%，表观密度2600kg/m3。
1.3 石屑
大连棋盘矿石屑：细度模数3.2，含泥量0.5%，石粉含量18%，表观密度2650 kg/m3。
1.4 碎石
大连棋盘矿碎石：5～25mm连续级配，含泥量0.5%，针片状含量3.5%，压碎值7.2%，表观密度2650kg/m3。
1.5 粉煤灰
大连华能电厂粉煤灰：Ⅱ级，细度15%，烧矢量1.8%，需水量比92.5%。
1.6 矿渣粉
鞍钢生产的矿渣粉：S95级，密度2.9g/m3，烧矢量0.75%，流动度比98.5%，活性指数7d 78.2%，28d 104.5%。
1.7 外加剂
大连金海外加剂生产的聚羧酸JH-9，固含量8%，减水率20%，净浆流动度270mm。
2 配合比设计及试验方法
2.1 配合比的设计
为了能体现大掺量石屑替代河砂在商品混凝土中的实际应用，石屑应用到混凝土的很普遍的，但是大掺量替代河砂还是很少的。通过大量试验研究，本文主要针对C20～C50不同强度等级混凝土大掺量石屑进行的配合比设计，水泥用量随着强度等级的增加，石屑取代量控制在650kg左右，由于石屑的特殊性，又要满足泵送施工要求提高混凝土的砂率和采用高掺量减水剂来满足要求，配合比如表2。
2.2 试验方法
对大掺量石屑的新拌混凝土分别检测混凝土的工作性能，工作性保持，混凝土的坍落度，扩展度初始及经时损失情况，混凝土强度发展情况以及60d强度的变化，依据商品混凝土的要求进行试验研究。
3 试验结果与分析
3.1 试验检测数据结果
依据试验方法对不同强度等级的混凝土进行工作性能以及强度的检测，所得数据如表3。
3.2 混凝土的工作性能
由表2和表3可以看出，大掺量石屑替代河砂配制的不同强度等级的混凝土的工作性能完全可以满足泵送混凝土生产施工要求，初始坍落度在230mm以上，经过一小时静止损失还能保持在200mm以上，初始扩展度在600mm以上，经1h静止损失保持在450mm以上。由于石屑中含有大量的石粉，使得新拌的混凝土浆体量增加，保水性和抗泌水性增强，使得混凝土拌合物具有良好的保水性和粘聚性[2]。虽说石屑本身的表面粗糙，多棱角，颗粒不规则，并含有石粉颗粒级配不怎么合理。所以对砂子的细度模数要做出适当的选择，要选择偏细一点的砂或细砂含量要相对高一些，增加混凝土的包裹力。外加大掺量粉煤灰以及矿渣粉的掺入增加混凝土整体的胶凝材料，还要采用高掺高减水率的外加剂，用外加剂来调整混凝土的流動性，这样才能增加混凝凝土的初始流动性及保塑性。大掺量石屑替代河砂配制的混凝土，粘聚性非常好，类似于自密实混凝土，它对原材料的选取要求比较高，原材料的波动也极易导致混凝土的工作性发生变化，对原材料的进场要把好质量关。
3.3 混凝土的力学性能
由表2和表3可以看出，大掺量石屑的不同强度等级的混凝土抗压强度完全满足于配合比设计要求，对于商品混凝土来说一般验收都以28d强度为基准，而且大掺量石屑混凝土强度28d以后还在增长，60d在28d的基础上还会增长3MPa左右。可见大掺量石屑配制混凝土还能提高混凝土的强度[3]。这主要是因为（1）石屑表面粗糙，颗粒具有尖锐的棱角，骨料于水泥之间，骨料之间的结合较好。（2）石粉中含有大量的活性化学成分易形成坚硬的铝硅酸钙和碳酸氢钙。（3）石屑中含有大量的石粉，弥补了混凝土内部孔结构，使混凝土结构内的大孔得到细化，密实性得到增强，进而使强度增加。（4）石粉微粒的存在，使得新拌混凝土的浆体量增加，保水性增强，增加了浆体与骨料界面的粘聚力，增加密实度，使强度增加。大掺量石屑替代河砂配制的混凝土，对于混凝土的强度的增长，尤其是后期强度有相当大的好处。在实际工程中对于大体积混凝土、基础建设混凝土等完全可以使用大掺量石屑混凝土的配合比，既节约了资源又能创造很好的经济效益。大掺量石屑混凝土也适合应用到主体结构中使用，但是大掺量石屑混凝土配合比砂率较大，在主体回弹验收时可能对回弹值有一定的影响，混凝土的抗压强度是完全符合的。
3.4 石屑应用与混凝土中应注意的问题
石屑的性能与河砂还是有一定差别的，导致石屑混凝土的性能与普通混凝土不同，在实际运用中，需要注意一些问题：石屑混凝土棱角较多，表面粗糙，颗粒级配劣于河砂，在使用时应注意级配的调整，适当的增加偏细的河砂，石屑混凝土需水量偏大，坍落度经时损失大，所以在配合比设计中合理的应用外加剂，提高外加剂的掺量，以改善石屑混凝土的和易性；石屑混凝土的石粉含量、大砂率对混凝土的干缩性能影响比较大，尤其早期干缩，应加强石屑混凝土的早期湿水养护。
4 结论
大掺量石屑替代河砂配制混凝土，并加入粉煤灰和矿渣粉以及高掺高效减水剂，可以配置出技术性能良好的混凝土并应用到实际生产中去。
（1）大掺量石屑配制的混凝土具有良好的流动性和粘聚性，属于大流态混凝土。但在搅拌过程中应适当的延长搅拌时间，并缩短振捣成型时间。
（2）大掺量石屑配制的混凝土充分了发挥了石粉的作用，增加了混凝土的密实度提高混凝土的强度，后期强度还在持续增长。
（3）大掺量石屑替代河砂配制的混凝土，既节约了资源，大大降低了混凝土的成本，具有较好的经济效益。
参考文献
[1]洪锦祥，王嘉琪，蒋林华.石屑代砂在混凝土中的研究与应用[J].混凝土，2002，（6）：56-58.
[2]张日恒，苏敬军.石屑代替河砂配制混凝土的试验与研究[J].山西建筑，2007，33（9）：174-175.
[3]袁天海，刘志茂，孙克平，等.石屑在预拌混凝土中研究与应用[J].混凝土，2010，（8）：103-105.
（作者单位：1.大连亿利混凝土搅拌有限公司；2.大连龙亿建筑材料有限公司）