石屑在水泥混凝土中的應(yīng)用分析

許 煒 （安徽建工建筑材料有限公司，安徽 合肥 230001）

1 前言

在當(dāng)前環(huán)保的高壓政策形勢下，許多地方相繼出臺限采或禁采河砂措施，使得混凝土用砂的供需矛盾日益突出，天然砂品質(zhì)不斷降低且供應(yīng)量不滿足需求，價格持續(xù)走高，甚至出現(xiàn)無砂可用的現(xiàn)象。天然河砂的市場供應(yīng)量不足使得機(jī)制砂的推廣和使用迫在眉睫，然而市場機(jī)制砂質(zhì)量極不滿足要求。目前市場大量的水洗機(jī)制砂，供應(yīng)給混凝土生產(chǎn)企業(yè)。由于其對水資源和用地污染，水洗砂廠被依法關(guān)停，且水洗砂源頭繁多，質(zhì)量、數(shù)量難以控制。針對目前建筑用砂難的市場現(xiàn)狀，通過地材質(zhì)量調(diào)研，發(fā)現(xiàn)某廠石屑生產(chǎn)量大且源頭穩(wěn)定。石屑是生產(chǎn)碎石過程中產(chǎn)生的，由于技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)成本等因素的制約，石屑通常無法得到充分的利用，然而由于石屑的物理性能與機(jī)制砂相似，是比較適宜的代替天然砂的材料。如何合理利用石屑與特細(xì)砂復(fù)配替代天然河砂配制混凝土成為新的研究應(yīng)用方向。

2 原材料

①水泥：本試驗(yàn)選用樅陽海螺P·O42.5，物理性能見表1。

水泥物理性能指標(biāo) 表1

②礦物摻合料

選用安徽馬鋼嘉華新型建材有限公司S95礦粉，其物理性能見表2。選用淮南常華電力實(shí)業(yè)總公司Ⅱ級粉煤灰，其物理性能見表3。

礦粉基本性能 表2

粉煤灰基本性能 表3

③粗骨料

選用銅陵生產(chǎn)的5mm～25mm連續(xù)級配碎石，其基本性能見表4。

碎石基本性能 表4

④細(xì)骨料

細(xì)骨料分為兩種，一種是特細(xì)砂，篩分?jǐn)?shù)據(jù)見表5，細(xì)度模數(shù)1.1，特細(xì)砂分計篩余主要集中在0.16mm級，特細(xì)砂具有平均粒徑小、顆粒級配差、細(xì)度模數(shù)小、比表面積大的特點(diǎn)。一種是某石料廠生產(chǎn)石子的石屑，篩分?jǐn)?shù)據(jù)見表6，5mm以上占50%以上，細(xì)度模數(shù)3.4，亞甲藍(lán)MB值為3.5，水洗0.08mm以下占16%。

特細(xì)砂篩分?jǐn)?shù)據(jù) 表5

石屑篩分?jǐn)?shù)據(jù) 表6

⑤減水劑：選用合肥市廬江縣明達(dá)外加劑廠生產(chǎn)的聚羧酸減水劑，含固量14%，減水率25%。

3 混凝土配合比及結(jié)果分析

3.1 石屑與特細(xì)砂復(fù)配制備混合砂

為更合理地利用石屑，石屑超遜粒徑計算為粗骨料量，剩余量以砂計量。石屑與特細(xì)砂不同比例復(fù)配形成混合砂，混合砂細(xì)度模數(shù)在1.8～2.4之間，級配曲線保持在Ⅱ區(qū)附近。

3.2 試驗(yàn)

石屑與特細(xì)砂不同比例復(fù)配形成混合砂，5mm以上的計算為粗骨料用量，以C25、C30、C35、C40和C45混凝土為試拌強(qiáng)度等級進(jìn)行試驗(yàn)，其配合比見表7，混凝土拌合物性能和力學(xué)性能見表8。

石屑混凝土配合比（kg/m3） 表7

石屑混凝土性能 表8

通過表8可知：石屑混凝土拌合物初始狀態(tài)和1h后狀態(tài)較好，可判定此石屑混凝土可滿足混凝土泵送要求。各強(qiáng)度等級標(biāo)養(yǎng)試塊強(qiáng)度也遠(yuǎn)高于設(shè)計強(qiáng)度，A1～A5各組標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)齡期強(qiáng)度分別達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的135.6%、131.7%、129.1%、123.8%和126.4%。由于石屑包裹了大量0.08um石粉，增加了單方混凝土粉體量，需提高了外加劑組分，使混凝土和易性達(dá)到較好效果，增加了外加劑成本，可探索復(fù)配相應(yīng)功能性外加劑和適當(dāng)降低粉煤灰用量來降低外加劑成本。

4 生產(chǎn)應(yīng)用

公司于2019年10月已將石屑與特細(xì)砂復(fù)配形成混合砂應(yīng)用生產(chǎn)后，通過配合比的不斷優(yōu)化與調(diào)整，加強(qiáng)對預(yù)拌混凝土全過程的質(zhì)量控制，石屑混凝土生產(chǎn)穩(wěn)定，拌合物工作性能較好，工地現(xiàn)場澆筑穩(wěn)定。澆筑拆模后混凝土表面無裂紋，碳化深度較小，60天后回彈強(qiáng)度值明顯高于設(shè)計強(qiáng)度，完全滿足工程應(yīng)用。單方成本節(jié)約成本6.5元，每年可節(jié)約成本140萬左右。通過實(shí)踐證明合理使用石屑不僅能夠緩解砂石供應(yīng)緊張局面，而且具有較高的經(jīng)濟(jì)和社會價值，應(yīng)用前景較為廣闊。

5 結(jié)論

①充分利用現(xiàn)有穩(wěn)定的石屑與特細(xì)砂復(fù)配形成混合砂，石屑中超遜粒徑替代部分粗骨料，在一定漿骨比條件下，確定石屑與特細(xì)砂合理比例，生產(chǎn)的石屑混凝土可行、可控，經(jīng)濟(jì)、實(shí)用。

②用石屑生產(chǎn)混凝土應(yīng)嚴(yán)格把控石屑源頭質(zhì)量和通過大量混凝土試驗(yàn)驗(yàn)證，確?；炷临|(zhì)量情況下方可投入生產(chǎn)。

③可從機(jī)制砂調(diào)節(jié)劑和石粉應(yīng)用等方面進(jìn)行相關(guān)研究，探索降低外加劑用量和石粉替代部分粉煤灰等技術(shù)途徑，進(jìn)一步降低混凝土單方成本。