石屑混凝土的研究与应用

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摘　要：本文阐述了石屑的物理及化学性能，对石屑混凝土进行了实验研究，并在生产中进行应用。

关键词：石屑；石粉；石屑混凝土；最佳配合比

石屑是采石场在机械加工碎石的过程中，产生20 %左右的粒径为0. 16～5. 00 mm 细屑石屑。经筛余出来的石料副产品，它作为石料场的废弃堆积物，既占用场地又污染环境， 因此研究探索石屑混凝土的应用具有很高的社会价值。同时，因为石屑的价格比砂的价格低，因此我单位用石屑代砂生产钢筋混凝土排水管，为我单位取得了很好的经济效益。

1 　石屑的物理及化学性质

石屑混凝土的细骨料由不同粒径的石屑颗粒组成的：

(1) 石屑：粒级　0. 16～5. 00 mm

(2) 石粉：粒级　< 0. 16 mm

石屑试样的物理指标见表1。

石屑与砂相比其质地坚硬、表面粗糙、有尖锐棱角、粘结性能良好等特点，且含有粒径小于0. 16 mm 的石粉，其物理性能与人工中砂相比见表2。

从表2 看出，石屑空隙率小于砂，说明石屑的颗粒级配好于砂，石屑的表观密度大于砂，说明砂骨料疏松多孔，吸水率大，其强度低于石屑。石屑的化学成分见表3。

表3 　石屑的化学成分 P%

从表3 可以看出，石屑中主要化学成份为SiO2 、CaO、Al2O3 和MgO 等。

2 　试验结果与分析

以石屑取代中砂量的30 %、40 %、50 %、60 %、80 %、100 % 进行试验，在水灰比相同及坍落度相同的情况下，配置C30 ， 以考察石屑混凝土的不同性能，与普通混凝土相对比，试验

结果见表4。

表4 表明石屑混凝土强度均高于普通混凝土的强度，而50%掺量的配合比为最佳配合比，提高性能最明显。

3 　工程应用

经过系统试验研究后，将50 %掺量的混凝土配合比应用于钢筋混凝土排水管的生产。C30 石屑混凝土的配合比及混凝土强度见表5。

用石屑混凝土生产钢筋混凝土排水管的材料选择:

(1) 水泥：抚顺水泥股份有限公司生产的普通硅酸盐42. 5 级水泥。

(2) 粗骨料：碎石5～20 mm(产地:哈达碎石场) 。

(3) 细骨料石屑： 粒径小于5 mm ( 石粉含量不超过25 %) 。

(4) 中砂：抚顺市浑河中砂，细度模数2. 8。

(5) 外加剂：UNF5 天津高效减水剂。

(6) 水：饮用水。

4 　石屑混凝土对产品性能的改善

4. 1 　提高和易性和抗渗性

以石屑取代中砂掺量为50 %的石屑混凝土生产钢筋混凝土排水管，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，易于振捣成型，粘聚性强，和易性好。石粉微粒填实了混凝土中的孔隙，增强了水泥与骨料间的密实性，从而提高了混凝土的抗渗性能达1 倍以上。

4. 2 　提高混凝土的强度

石屑质地坚硬，表面粗糙，有尖锐棱角，与水泥的粘结性能好，石屑的颗粒级配好于砂，表观密度大于砂，石屑混凝土的强度高于普通混凝土。石粉中含有大量的SiO2 、CaO、Al2O3 等化学成分，在水泥水化的过程中，易形成坚硬的铝硅酸钙和碳酸氢钙，从而提高混凝土的强度。

4. 3 　收缩性能

由于用石屑取代50 %的细骨料，石粉微粒填实了混凝土中的孔隙，增强了水泥与骨料间的密实性，在水泥水化的过程中，形成坚硬的铝硅酸钙和碳酸氢钙，改善了混凝土内部结构，克服了砂子收缩性大的特点，从批量生产的钢筋混凝土的排水管外观质量上看，混凝土硬化后未出现收缩裂纹。

5 　生产中注意的几个问题

(1) 应延长石屑混凝土的搅拌时间，并缩短振捣成型的时间。

(2) 自然养护时，应加强早期潮湿环境下的养护，特别是采用矿渣水泥的混凝土，蒸汽养护前适当控制静停时间，并严格掌握升温与降温时间。

(3) 石粉含量过多，会使混凝土拌合物过于干稠，阻碍水泥与骨料颗粒表面的粘结，使混凝土强度降低，早期收缩增大，因此石粉在石屑中的含量不应超过25 %。

6 　结论

石屑代砂在钢筋混凝土排水管的生产中得到广泛应用， 现已批量生产，给我单位创造了良好的经济效益，而且还具有一定的环境效益和社会效益。因此，石屑具有很高的推广使用价值。

〔作者简介〕郭伟(1968 - ) ，男，工程师，土建结构专业

〔通讯地址〕抚顺市顺城区临江街中段19 号

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