一種白云石不發(fā)火混凝土的制備及性能研究

陶曉飛

（福建上若工程技術(shù)有限公司，福建 廈門 361000）

目前，針對(duì)不發(fā)火混凝土有關(guān)一年級(jí)較少，配置不發(fā)火混凝土是以不發(fā)火骨料為關(guān)鍵處，有關(guān)資料提出，不發(fā)火混凝土配置時(shí)應(yīng)用石屑或細(xì)石，其材質(zhì)應(yīng)為質(zhì)地柔軟，骨料多為主要成分為碳酸鈣的石灰石、白云石，不能使用花崗巖和河卵石等較硬的骨料。

1 試驗(yàn)背景

普通混凝土地面在遭遇碰撞和摩擦作用時(shí)可能產(chǎn)生火花,如果存有易燃、易爆物品,可能會(huì)發(fā)生爆炸、燃燒等安全事故。

2 原材料性能與試驗(yàn)方法

2.1 原材料

2.1.1 水泥

使用普通硅酸鹽水泥（生產(chǎn)廠家：華潤水泥有限公司；型號(hào)：42.5；），初凝時(shí)間201min，終凝時(shí)間298min，28d抗折強(qiáng)度8.1MPa，28d抗壓強(qiáng)度47.4MPa，比表面積328m2/kg，安定性合格。

2.1.2 粉煤灰

本試驗(yàn)粉煤灰采用福建省福能新型建材有限公司生產(chǎn)的Ⅱ級(jí)粉煤灰，其性能指標(biāo)見表1。

表1 粉煤灰性能指標(biāo)（%）

2.1.3 粗骨料

粗骨料采用同安新巖白云石廠生產(chǎn)的大塊白云石，該白云石質(zhì)軟，在黑暗的房間內(nèi)，砂輪轉(zhuǎn)速在600 ～ 1000r /min時(shí)，該白云石與砂輪摩擦?xí)r無火花發(fā)生。通過不發(fā)火試驗(yàn)篩選，確定使用該種白云石，表觀密度2790 kg/m3，含泥量0.6%，泥塊含量0.1%，壓碎指標(biāo)值9.2%，針片狀顆粒含量4.2%。

2.1.4 細(xì)骨料

白云砂采用海滄福巖巖石廠生產(chǎn)的大塊白云石破碎而成，破碎過程相同，破碎后通過物理性能試驗(yàn)得到白云砂的相關(guān)指標(biāo)：細(xì)度模數(shù)2.8，含泥量0.8%，堆積密度1440kg /m3。

2.1.5 外加劑

本試驗(yàn)采用廈門宏發(fā)先科新型建材有限公司生產(chǎn)的聚羧酸高效減水劑，型號(hào)為HPCA-300。

3 白云石不發(fā)火混凝土性能的研究

3.1 實(shí)驗(yàn)方案

為了研究白云石不發(fā)火混凝土是否能達(dá)到高強(qiáng)度，進(jìn)行一系列強(qiáng)度試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)配合比見表2：

表2 實(shí)驗(yàn)配合比（kg/m3）

3.2 拌合物性能及力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)采用不同水膠比，水膠比分別為 0.47、0.36、0.32、0.30，坍落度及坍落度經(jīng)時(shí)損失試驗(yàn)按照GB/T 50080—2016進(jìn)行，抗壓強(qiáng)度性能測試按照GB/T 50081—2002進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 試驗(yàn)結(jié)果

從表3的試驗(yàn)結(jié)果我們可以看出，在水膠比為0.32的時(shí)候，試配強(qiáng)度達(dá)到最高58.5MPa，在水膠比為0.30的時(shí)候，強(qiáng)度反而是下降了一些，28天抗壓強(qiáng)度為57.8MPa。

根據(jù)資料，混凝土的強(qiáng)度雖然很大一部分取決與水膠比，但是，在配制高強(qiáng)度的時(shí)候，水膠比的作用有局限性，骨料的強(qiáng)度，粒型，級(jí)配都會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度。

3.3 混凝土不發(fā)火性檢驗(yàn)

按照GB 50209－2010附錄A要求，在黑暗的房間內(nèi)，砂輪轉(zhuǎn)速控制在600 ～1000r /min，將試件任意部分接觸旋轉(zhuǎn)的砂輪，并施加10～20N的壓力后，仔細(xì)觀察試件與砂輪接觸的地方有無火花產(chǎn)生。

將分別對(duì)上述四種配比的不同試件進(jìn)行不發(fā)火試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：普通混凝土在砂輪機(jī)下可以產(chǎn)生明顯的火花，不滿足不發(fā)火要求；而以白云石/砂配制混凝土在砂輪機(jī)下無火花產(chǎn)生，滿足不發(fā)火性能要求。

4 不發(fā)火混凝土制備

4.1 材料準(zhǔn)備

4.2 基層處理

將不平部位，砸掉刷凈，并用掃帚將表面浮土清掃干凈后用清水沖洗干凈。

4.3 模板支護(hù)分格區(qū)內(nèi)

回收廢棄紙箱用來作模板，在紙箱內(nèi)裝入適量石子增加牢固性，圍成一個(gè)4.5平方米的分格區(qū)內(nèi)，然后鋪上兩層塑料膜。

4.4 墊層處理

現(xiàn)場取C15混凝土鋪墊層，稍微抹平。

4.5 攤鋪

在分格區(qū)中均勻攤鋪已攪拌想好的不發(fā)火混凝土，隨后，在平板振動(dòng)器中振動(dòng)混凝土，確保密實(shí)。

4.6 混凝土壓光、收面

待混凝土即將初凝后，再找平的基礎(chǔ)上用手持式壓光工具原漿壓光收平。

5 項(xiàng)目研究總結(jié)

通過以白云石及其機(jī)制砂作為骨料進(jìn)行不發(fā)火混凝土的工作性能、力學(xué)性能的研究，得出以下結(jié)論：

（1）不發(fā)火混凝土作為一種特種混凝土，原材料合理使用以及骨料選擇正確是不發(fā)火混凝土制備的關(guān)鍵；

（2）在進(jìn)行不發(fā)火混凝土配制之前，骨料應(yīng)嚴(yán)格按照GB 50209－2010《建筑地面工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》附錄A中顯示，開展不發(fā)火試驗(yàn)檢查，不發(fā)火試驗(yàn)合格后方可進(jìn)行不發(fā)火混凝土的配制；

（3）使用白云石及其機(jī)制砂做骨料，完全可以配制出工作性能符合要求的不發(fā)火混凝土，配制的不發(fā)火混凝土力學(xué)性能滿足要求，在砂輪轉(zhuǎn)速在600 ～ 1000r/min時(shí)，無明顯火花產(chǎn)生，可應(yīng)用于防火防爆工程建筑。

6 結(jié)語

不發(fā)火混凝土是一種與堅(jiān)硬金屬、石塊等沖擊或摩擦?xí)r不發(fā)火或火星的混凝土。據(jù)國內(nèi)試驗(yàn)研究表明，不發(fā)火混凝土強(qiáng)度往往為10～40MPa，古療由大理石、石灰石、白云石組成，級(jí)配合理，由于質(zhì)地很軟，可有效避免了在碰撞以后所出現(xiàn)的火花。防爆面層采用不發(fā)火混凝土可促使生產(chǎn)環(huán)境安全不斷提高，保障了生產(chǎn)環(huán)境質(zhì)量，價(jià)格低于其他高分子防爆材料，更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。針對(duì)其在建筑中的重要作用和研究價(jià)值，本文針對(duì)不發(fā)火混凝土的制備以及性能進(jìn)行研究，希望研究結(jié)果能對(duì)建筑從業(yè)人員工作有所助益。