石屑石粉在水泥混凝土中的應(yīng)用

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0 引言
隨著工程建設(shè)項目的增多、體量增大，對水泥混凝土的使用越來越大，對混凝土的原材料需求也越來越大。而現(xiàn)在石粉石屑的用途主要用于公路路基的級配碎石、路面的瀝青混凝土、水泥空心磚等行業(yè)，用量較少。而實際碎石開采過程中的大量石粉都被水泥沖走、掩埋覆蓋，若能使普通石屑石粉用于水泥混凝土，則可解決上述問題。本文主要對0.15~4.75mm的機制砂和粒徑小于0.075mm的石粉的混合料進行探討。
1 試驗用原材料
水泥：江門海螺水泥有限公司，p.o42.5；粉煤灰：神華廣東國華粵-山發(fā)電廠有限公司，f 類c50以下級；細骨料：肇慶西江河砂，細度模數(shù) mx=2.5；粗骨料：江門大澤白水帶采石場，碎石由5～10mm、10～20 mm、16～31.5mm碎石按 20%：50%：30%比例混合而成，為5～31.5mm 連續(xù)級配，含泥量0.4%；外加劑：安徽中鐵工程材料科技有限公司，rawy101聚羧酸-減水劑；水：廣東江門新會，飲用水；石屑石粉：江門大澤白水帶，其顆粒級配見表1。
2 試驗方案
研究在相同的標準條件下，過0.9mm 的石屑石粉分別以0%、5%、10%、15%、20%替代等量水泥，考察不同的石粉替代率下水泥膠砂的流動性和力學性能丨，以找到合適的石粉替代水泥用量。研究過 2.36mm 的石屑石粉與水泥相比，對-減水劑的減水劑影響。石粉摻量按5%、10%、15%遞增來等量替代水泥，進行拌合物性能試驗，比較減水率和28d抗壓強度比的變化。通過試驗，找出合適的石粉石屑摻量進行配合比設(shè)計，考察石屑石粉摻入后，混凝土的工作性能和力學性能丨、耐久性，以評價石屑石粉在混凝土中應(yīng)用的可行性。
石屑石粉顆粒級配
備注：0.080mm、0.045mm 通過率采用篩分的篩底經(jīng)負壓篩析換算得到。
表2 石粉替代水泥膠砂試驗配合比
石粉替代水泥膠砂試驗配合比
備注：石粉為石屑石粉采用0.9mm 篩篩分得到。
3 試驗過程及數(shù)據(jù)處理
依據(jù) gb/t17671-1999<水泥膠砂強度檢>、gb/t2419-2005<水泥膠砂流動度測定方所示的水泥膠砂配合比，以此進行水泥膠砂檢測、膠砂試件成型、養(yǎng)護及 28d 抗壓強度試驗。
由表3 可見，在石粉摻入量為5%時，流動度、強度變化較小，當石粉摻入量大于10%時，膠砂流動度及強度衰減快。因此石粉的摻入量不宜超過5%。過多的石粉石屑會增加骨料間的摩擦，降低膠砂流動性。同時水泥的膠結(jié)作用也會降低，畢竟石粉的活性較低。
石粉替代水泥對水泥膠砂流動度
石粉替代水泥對混凝土減水劑的影響。石粉的空隙較多，所以其吸附性也較大，必然會吸附減水劑作用分子。當混凝土中摻入一定量的石粉之后，就會造成減水劑的減水率變化。本次試驗依據(jù) gb/t8076-2008<混凝土外加劑>，基準混凝土和受檢混凝土的坍落度按200±10mm 執(zhí)行，具體配合比及試驗結(jié)果如表4。由表4 可見，單純采用石粉替代水泥，并不會造成減水劑的減水率降低。主要因為水泥顆粒也是經(jīng)磨碎的，表面粗糙且存在一定的吸附性，相對來說，石粉的吸附性還是要比水泥低。由于石粉的吸附性較低，因此隨著石粉摻量的增加，減水劑的減水效果還會有所提高。在抗壓強度比分析中，低摻量的石屑石粉對抗壓強度影響較小，摻量超過10%時，抗壓強度下降明顯，同時混凝土保水性會有所降低，泌水增加。
石屑石粉配合比設(shè)計及性能。通過對摻石屑石粉的膠砂和混凝土試驗，基本能確定石粉石屑的較佳摻量為5%，利用這一摻量設(shè)計c30混凝土配合比，將其與無石屑石粉的混凝土配合比進行對比力學性能、工作性能丨、耐久性能，以評價石屑石粉用于混凝土的適用性。普通c30混凝土及摻石屑石粉配合比如表5。
石屑石粉替代水泥對減水劑的影響
備注：石屑石粉經(jīng)2.36mm篩過篩得到。
石屑石粉用于水泥混凝土的配合比
對以上配合比進行主要拌合物性能丨、力學性能和耐久性能試驗，其檢測結(jié)果如表6。
摻石屑石粉混凝土的性能
由表 6 可見，對摻加石屑石粉的混凝土進行合理的配合比設(shè)計，能在-混凝土施工性能丨、力學性能丨、耐久性能的情況下，節(jié)約成本，合理利用廢棄資源。
4 結(jié)論
進行合理的配合比設(shè)計，石屑石粉也能作為一種摻和料，應(yīng)用于水泥混凝土中。
碎石中的石屑石粉，其組份和本文所述石屑石粉類似。因此，只要在配合比設(shè)計，合理考慮石屑石粉的各種變化，設(shè)計不同石屑石粉含量下的配合比，就能在不進行水洗區(qū)分的情況下將其應(yīng)用到水泥混凝土中。但配合比設(shè)計是應(yīng)當將石屑石粉當膠凝材料考慮，進行減水劑的計算。
在實際施工時應(yīng)嚴格檢測碎石中的石屑石粉含量，根據(jù)檢測結(jié)果選用不同的配合比施工。這樣既能-施工，亦可節(jié)約資源，節(jié)省成本。
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