製造水泥高耗能,粉煤(méi)灰質量(liàng)不易控製,河砂資源日益匱乏,而(ér)采石行業(yè)石屑尾礦無法處理,不(bú)隻浪費資源(yuán)而且汙染環境。但將石粉與石屑分離也是需要大(dà)量人力物力的。筆者通過一些室內試驗,來分析不進行篩(shāi)分(fèn)情況下石粉在(zài)混凝土中的應(yīng)用。
石屑石粉在水泥混凝土中的應用
0 引言
隨著工程(chéng)建設項目的增多、體量增大,對水(shuǐ)泥混凝土的(de)使用越來越大,對混凝土的原材料需求(qiú)也越來越大。而(ér)現在石粉石屑的用途主要用於公路路基的級配碎石、路(lù)麵的瀝青混凝(níng)土、水泥空心磚等行業,用量(liàng)較少(shǎo)。而(ér)實際碎石開采過程中的大量石粉都被水泥衝走、掩埋覆蓋(gài),若(ruò)能使普通石屑石粉用於水泥混凝土,則可解決上述問題。本文(wén)主要對0.15~4.75mm的機(jī)製砂和粒徑小於0.075mm的石粉的混合料進行探討。
1 試驗用原材料
①水(shuǐ)泥:江門海(hǎi)螺水泥有限公司,P.O42.5;②粉煤灰:神(shén)華廣東國(guó)華粵電台山發(fā)電廠有限公司,F 類C50以(yǐ)下級;③細骨料(liào):肇慶西江河(hé)砂,細度模數 MX=2.5;④粗(cū)骨(gǔ)料:江(jiāng)門大澤白水帶采石場,碎石(shí)由5~10mm、10~20 mm、16~31.5mm碎石按 20%:50%:30%比例混合而成(chéng),為5~31.5mm 連續級配,含泥量0.4%;⑤外加劑:安徽中鐵工(gōng)程材料科技有限公(gōng)司,RAWY101聚羧酸高性能(néng)減水劑;⑥水:廣東江門新會,飲用水;⑦石屑石粉:江門大澤白水帶,其顆粒級配見表1。
2 試驗方案
①研究在相同的標(biāo)準條件(jiàn)下,過0.9mm 的石屑石粉分別(bié)以0%、5%、10%、15%、20%替代等量水泥,考察不同的石粉替代率下(xià)水泥膠砂的流動性和力學性能,以(yǐ)找到合適的石粉替代水泥用量。②研究過 2.36mm 的石屑石粉與水泥相比,對高性能減水劑的減水劑影響。石(shí)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。③通過試驗,找出合適的石粉石屑摻量進行配合比設計(jì),考察石屑石粉摻入後,混(hún)凝土的(de)工作(zuò)性(xìng)能和力學性能、耐久性,以評價石屑石粉在混凝(níng)土中應(yīng)用的可行性。
表1 石屑石粉顆粒級配
石屑石粉顆(kē)粒級配
備注:0.080mm、0.045mm 通過率采用篩分的(de)篩底經負壓篩析換算得到。
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)據處理
①依據 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(jiāo)砂檢測、膠砂試件成型、養護及 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(biàn)化較小,當石粉摻入量大於10%時,膠砂流動度及強度衰減快。因此石粉的摻入量不宜超(chāo)過(guò)5%。過多的石粉石屑會增加骨料間的摩擦,降低膠(jiāo)砂流動性。同時水泥的膠結作用也會降低,畢竟(jìng)石粉的活性較低。
表3 石粉替代(dài)水泥對水泥膠砂(shā)流動度
石粉(fěn)替代水泥對水泥膠砂流動度
②石粉替代(dài)水泥對混凝土減水劑的影響(xiǎng)。石粉的空隙較多,所以其吸(xī)附性也較大,必然會吸(xī)附減水劑作(zuò)用分子。當混凝土中(zhōng)摻入一定量的石粉(fěn)之後,就會造成減(jiǎn)水劑的減水率變化。本次試(shì)驗依據 GB/T8076-2008《混(hún)凝土外加劑》,基準混凝土(tǔ)和受檢混凝土(tǔ)的坍落度按(àn)200±10mm 執行,具體配合比及(jí)試驗結果(guǒ)如表(biǎo)4。由(yóu)表4 可(kě)見(jiàn),單純采用石粉替代水泥,並不會造成減(jiǎn)水劑的減水率降低。主要因為水泥(ní)顆粒也是經磨碎的(de),表麵粗糙且存在一定的吸(xī)附性(xìng),相對來說,石粉的吸附性還是要比水泥低。由於石粉的吸附性較低,因此隨著石粉摻量的增加,減水劑的減水效果還會有所提(tí)高。在抗(kàng)壓強度比分析中,低摻量的石屑(xiè)石粉對抗壓強度影響較小,摻量超(chāo)過10%時(shí),抗壓強度(dù)下降明顯,同時混凝土保水性會有所降低,泌水增加。
③石屑石粉(fěn)配合比(bǐ)設(shè)計及性能。通(tōng)過(guò)對摻石屑石粉的膠砂(shā)和混凝土試驗,基本能確定石粉石屑的較佳摻量為5%,利用這一摻量設計C30混凝土配合比,將其與無石屑石(shí)粉的混凝土配合比進行對比力學性能、工作性能、耐久性能,以評價石屑石粉用於混(hún)凝土的適用性。普通C30混凝土(tǔ)及摻石屑石粉配合比如表5。
表4 石屑石粉替代水泥對減水劑的影響(xiǎng)
石屑石粉(fěn)替代水泥對減水劑的影響
備注:石屑石粉經2.36mm篩過篩得到。
表5 石屑石粉用於水(shuǐ)泥混凝土的配合比
石屑石粉用(yòng)於水泥混凝(níng)土的配合(hé)比
對以上(shàng)配合比進行主要(yào)拌合物性(xìng)能、力學性能和耐久(jiǔ)性能試驗,其檢測結果如表6。
表6 摻石屑石粉混凝土的性能
摻石屑石粉混凝土的性能
由表 6 可見,對(duì)摻加石屑石粉的混(hún)凝土進行合理的配合比設計,能在保證混凝土施工性能、力學性能(néng)、耐久性能的情況(kuàng)下,節約成本,合理利用廢棄資源。
4 結論
①進行合理的配合(hé)比設計,石屑石粉也能作(zuò)為(wéi)一種摻和料,應用於水泥混凝土中。
②碎石中(zhōng)的石(shí)屑石粉,其組(zǔ)份和(hé)本文(wén)所述(shù)石屑石粉類似。因此(cǐ),隻要在配合比設計,合理考慮石屑石粉的各種變化,設計(jì)不同石屑石粉含量下的配合比,就能在不進行水洗區分的情況下將其(qí)應用到(dào)水泥混凝土中。但配合比設計(jì)是應當將石屑石粉當膠凝材料考慮(lǜ),進行(háng)減水劑的計算。
③在(zài)實際施工時應嚴格檢測碎石中的石屑石粉含量,根據檢測結果選用不同的配合比施工。這樣既能保證施(shī)工質量(liàng),亦可(kě)節約資源,節省成本。