石屑混凝土商品化试验研究.doc

石屑混凝土商品化试验研究 通过优选高效减水剂和配合比，改善石屑代砂混凝土需水量大和坍落度经时损失大的缺点，使其适应商品化生产，并对石屑代砂混凝土的力学性能、抗渗性能及收缩进行了测试，证明石屑代砂应用于商品混凝土是可行的。 　　以前对石屑混凝土的使用和研究，主要集中在云南、贵州等河砂资源缺乏地区，近年来，深圳市随着商品混凝土的大面积应用，混凝土的用量迅猛增大，混凝土各种原材料用量也剧增。由于深圳地区淡水砂资源紧缺，商品混凝土市场淡水砂货源不足的情况时有发生。一些采自江河近海地段的砂也开始流人市场。 　　这些砂含有较高的Cl-，用于钢筋混凝土，将会造成混凝土耐久性方面的隐患。而石屑作为石场生产碎石的副产品，大多被作为废料丢弃，甚至还要为此付出一定的费用。以我公司下属一搅拌站自用石场为例，年生产碎石约60万t，由此生成石屑约10万t，如此大量的石屑不仅没有被利用，还要付出不菲的处理费用。 　　2000年 ，香港****铁路预制构件供应商希望我们能为其供应以石屑代砂的C50商品混凝土，用于制造西部铁路的隧道拱圈，并称香港****铁路公司允许这些构件使用石屑代砂混凝土(简称石屑混凝土)，其理由是通常石屑中Cl一含量很低，对钢筋混凝土的耐久性有利，同时还可以节约自然资源。这给了我们极大的震动，促进了我们开展石屑混凝土的试验研究，并经过大量的试配试验，成功完成了该混凝土的供应任务。这次生产初步积累了研究资料，增强了将石屑混凝土商品化的信心。 　　实现石屑混凝土商品化，在技术上存在较大困难，原因之一是石屑的粒形差不如砂规整，影响混凝土的工作性;二是石屑中含有较多石粉，石粉的吸水率较高，比表面积较大，会吸附较多的水泥浆体，宏观表现为混凝土需水量偏大且坍落度经时损失较大。香港西部铁路预制隧道拱圈的C50石屑混凝土，因其为预制生产工艺，要求的混凝土坍落度较小，所以实际操作起来并不算太困难，但如今泵送混凝土已经成为商品混凝土的主流，如果要真正意义上实现石屑混凝土商品化，首先要解决石屑混凝土的工作性，特别是可泵性难题。 1 试验用原材料 　　1.1 水泥 　　试验 采 用 海星小野田P.I 52.5水泥，f-,2: 二58.2M Pa，比表面积380M 2/k g，标准稠度用水量26.2%。 　　1.2 石屑 　　试验石屑为花岗岩质石屑，表观密度265 0k g/m3,堆积密度15 30k g/m3，小于0.08 m m的颗粒含量为7.8%，细度模数2.8 ,Cl 一含量为0.0004%，其颗粒组成见表1。 　　1.3 碎石 　　试验用碎石为花岗岩质碎石，5一25m m连续级配，表观密度2 650 kg/m3，紧密密度1 500 kg/ m 　　1.4 粉煤灰 　　试验采用东莞虎门沙角电厂产I级粉煤灰。 1.5 混凝土减水剂 　　试验采用深圳*****公司产HIP一A1000型高效减水剂，含固量20%，主要成份为蔡系减水剂，复合部份氨基磺酸系减水剂。 2 混凝土配合比优选及试验结果分析 　　2.1 混凝土配合比优选 　　由于石屑混凝土实现商品化的真正难点在于实现大流动性、高工作性且坍落度经时损失小，所以本试验研究以泵送混凝土目标为主，兼顾小坍落度混凝土。 　　由于所用石屑小于0.08 m m的颗粒含量较大，达到7.8%，要从石屑中筛除这部份细小颗粒不仅困难，而且费钱，这将影响到石屑混凝土商品化的经济可行性。如果不能筛除这部份细颗粒，将对混凝土的工作性有较大影响，主要体现在混凝土需水量增大，同时坍落度经时损失增大。考虑到筛除这些细颗粒较困难，我们确定了优选高性能混凝土减水剂解决工作性问题的路线。通过大量试拌，同时兼顾经济性比较，我们选择了深圳****公司产HIP一A1000高效减水剂，该减水剂复合了部份氨基磺酸系减水剂成份，其增大减水率和降低混凝土坍落度经时损失性能较好，且成本与纯蔡系高效减水剂比较增加不多。经优选试验确定的C20一C50石屑混凝土配合比及拌合物性能见表2。 　　从表 2 可 以看出，通过选用合适的高效减水剂，石屑混凝土的坍落度经时损失可以控制在商品混凝土生产允许水平。从实际生产情况看，各强度等级石屑混凝土拌合物工作性均较好，而且石屑泵送混凝土泌水少，可泵性良好，这主要是由于深圳地区使用的天然砂小于0.31 5m m的细颗粒含量往往偏少，泵送混凝土泌水较大，而石屑中含有较多的细颗粒正好弥补了这一缺点。实际生产也证明石屑混凝土拌合物密度与同强度等级的河砂混凝土差别不大。 　　2.2 力学性能试验及结果分析 　　采用表2配合比制作的标准养护试件混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度及弹性模量试验结果见表3。 　　从各强度等级石屑混凝土的立方体抗压强度试验结果看，用石屑配制C20一C50强度等级的商品混凝土能达到规范要求;从石屑混凝土的轴