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石屑混凝土的研究与应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2005-09-28  来源:《辽宁建材》2003 年第2 期   作者:郭伟 孙树勤 魏兰珂
核心提示:石屑混凝土的研究与应用

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。

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。

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%

成份

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

Cl-

S 化物

含量

8. 24

1. 01

0. 53

36. 54

11. 48

0. 01

0. 42

  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。

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

〔联系电话〕0413 - 7673917

 
 
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