石屑混凝土的研究與應(yīng)用

摘 要:本文闡述了石屑的物理及化學(xué)性能,對(duì)石屑混凝土進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,并在生產(chǎn)中進(jìn)行應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:石屑;石粉;石屑混凝土;最佳配合比

  石屑是采石場(chǎng)在機(jī)械加工碎石的過(guò)程中,產(chǎn)生20 %左右的粒徑為0. 16~5. 00 mm 細(xì)屑石屑。經(jīng)篩余出來(lái)的石料副產(chǎn)品,它作為石料場(chǎng)的廢棄堆積物,既占用場(chǎng)地又污染環(huán)境, 因此研究探索石屑混凝土的應(yīng)用具有很高的社會(huì)價(jià)值。同時(shí),因?yàn)槭嫉膬r(jià)格比砂的價(jià)格低,因此我單位用石屑代砂生產(chǎn)鋼筋混凝土排水管,為我單位取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

1  石屑的物理及化學(xué)性質(zhì)

石屑混凝土的細(xì)骨料由不同粒徑的石屑顆粒組成的:

(1) 石屑:粒級(jí) 0. 16~5. 00 mm

(2) 石粉:粒級(jí) < 0. 16 mm

石屑試樣的物理指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1

  石屑與砂相比其質(zhì)地堅(jiān)硬、表面粗糙、有尖銳棱角、粘結(jié)性能良好等特點(diǎn),且含有粒徑小于0. 16 mm 的石粉,其物理性能與人工中砂相比見(jiàn)表2。

表2

  從表2 看出,石屑空隙率小于砂,說(shuō)明石屑的顆粒級(jí)配好于砂,石屑的表觀(guān)密度大于砂,說(shuō)明砂骨料疏松多孔,吸水率大,其強(qiáng)度低于石屑。石屑的化學(xué)成分見(jiàn)表3。

表3  石屑的化學(xué)成分    P%

成份

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

Cl-

S 化物

含量

8. 24

1. 01

0. 53

36. 54

11. 48

0. 01

0. 42

  從表3 可以看出,石屑中主要化學(xué)成份為SiO2 、CaO、Al2O3 和MgO 等。

2  試驗(yàn)結(jié)果與分析

以石屑取代中砂量的30 %、40 %、50 %、60 %、80 %、100 % 進(jìn)行試驗(yàn),在水灰比相同及坍落度相同的情況下,配置C30 , 以考察石屑混凝土的不同性能,與普通混凝土相對(duì)比,試驗(yàn)

結(jié)果見(jiàn)表4。

表4

  表4 表明石屑混凝土強(qiáng)度均高于普通混凝土的強(qiáng)度,而50%摻量的配合比為最佳配合比,提高性能最明顯。

3  工程應(yīng)用

    經(jīng)過(guò)系統(tǒng)試驗(yàn)研究后,將50 %摻量的混凝土配合比應(yīng)用于鋼筋混凝土排水管的生產(chǎn)。C30 石屑混凝土的配合比及混凝土強(qiáng)度見(jiàn)表5。

表5

用石屑混凝土生產(chǎn)鋼筋混凝土排水管的材料選擇:

(1) 水泥:撫順?biāo)?/a>股份有限公司生產(chǎn)的普通硅酸鹽42. 5 級(jí)水泥。

(2) 粗骨料:碎石5~20 mm(產(chǎn)地:哈達(dá)碎石場(chǎng)) 。

(3) 細(xì)骨料石屑: 粒徑小于5 mm ( 石粉含量不超過(guò)25 %) 。

(4) 中砂:撫順市渾河中砂,細(xì)度模數(shù)2. 8。

(5) 外加劑:UNF5 天津高效減水劑。

(6) 水:飲用水。

4  石屑混凝土對(duì)產(chǎn)品性能的改善

4. 1  提高和易性和抗?jié)B性

    以石屑取代中砂摻量為50 %的石屑混凝土生產(chǎn)鋼筋混凝土排水管,由于石屑中含有一定量的石粉微粒,使得石屑混凝土具有很好的保水性,易于振搗成型,粘聚性強(qiáng),和易性好。石粉微粒填實(shí)了混凝土中的孔隙,增強(qiáng)了水泥與骨料間的密實(shí)性,從而提高了混凝土的抗?jié)B性能達(dá)1 倍以上。

4. 2  提高混凝土的強(qiáng)度

    石屑質(zhì)地堅(jiān)硬,表面粗糙,有尖銳棱角,與水泥的粘結(jié)性能好,石屑的顆粒級(jí)配好于砂,表觀(guān)密度大于砂,石屑混凝土的強(qiáng)度高于普通混凝土。石粉中含有大量的SiO2 、CaO、Al2O3 等化學(xué)成分,在水泥水化的過(guò)程中,易形成堅(jiān)硬的鋁硅酸鈣和碳酸氫鈣,從而提高混凝土的強(qiáng)度。

4. 3  收縮性能

    由于用石屑取代50 %的細(xì)骨料,石粉微粒填實(shí)了混凝土中的孔隙,增強(qiáng)了水泥與骨料間的密實(shí)性,在水泥水化的過(guò)程中,形成堅(jiān)硬的鋁硅酸鈣和碳酸氫鈣,改善了混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu),克服了砂子收縮性大的特點(diǎn),從批量生產(chǎn)的鋼筋混凝土的排水管外觀(guān)質(zhì)量上看,混凝土硬化后未出現(xiàn)收縮裂紋。

5  生產(chǎn)中注意的幾個(gè)問(wèn)題

(1) 應(yīng)延長(zhǎng)石屑混凝土的攪拌時(shí)間,并縮短振搗成型的時(shí)間。

(2) 自然養(yǎng)護(hù)時(shí),應(yīng)加強(qiáng)早期潮濕環(huán)境下的養(yǎng)護(hù),特別是采用礦渣水泥的混凝土,蒸汽養(yǎng)護(hù)前適當(dāng)控制靜停時(shí)間,并嚴(yán)格掌握升溫與降溫時(shí)間。

(3) 石粉含量過(guò)多,會(huì)使混凝土拌合物過(guò)于干稠,阻礙水泥與骨料顆粒表面的粘結(jié),使混凝土強(qiáng)度降低,早期收縮增大,因此石粉在石屑中的含量不應(yīng)超過(guò)25 %。

6  結(jié)論

    石屑代砂在鋼筋混凝土排水管的生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用, 現(xiàn)已批量生產(chǎn),給我單位創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益,而且還具有一定的環(huán)境效益和社會(huì)效益。因此,石屑具有很高的推廣使用價(jià)值。

〔作者簡(jiǎn)介〕郭偉(1968 - ) ,男,工程師,土建結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)

〔通訊地址〕撫順市順城區(qū)臨江街中段19 號(hào)

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