破碎方式对石屑混凝土抗渗性能的影响.pdf

1 4 低温建筑技术 2 0 1 1 年第 1 2期( 总第 1 6 2期) 破碎 方式对石屑混凝土抗渗性能的影响 王宝 义 ( 黑龙江省纺织工业设计 院 哈尔滨1 5 0 0 0 1 ) 【 摘要】 主要研究了颚式和反击式两种破碎方式所得的石屑对混凝土抗渗性能的影响。试验研究结果表 明： 随着石屑取代率的增大， 混凝土抗渗性能呈现先提高后降低的趋势， 鄂式破碎石屑混凝土的抗渗性能优于反 击式破碎石屑混凝土； 石粉含量7 5 1 0 时， 鄂式破碎石屑混凝土的抗渗性能最好， 其电通量较普通砂混凝土 降低 1 0 2 0 。 【 关键词】 石屑； 破碎方式 ； 混凝土； 抗渗性能 【 中图分类号】 T U 5 2 8 0 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 1 ) 1 2 0 0 1 4 0 2 作为目前建筑工程中用量最大的建筑材料 ， 混凝 土在基础建设中一直发挥着重要作用， 细集料是混凝 土不可缺少的组成部分 ， 建筑用砂的需求量十分 巨 大。我国天然砂资源分布不均， 贵州等地区天然砂资 源匮乏， 即使是富砂地区， 如果过量采砂也会给河道 和环境带来极大破坏， 因此 ， 采用人工砂代替天然砂 配制混凝土是摆在我们面前的一项重要任务 。 石屑物理性能与砂相似， 是一种较为理想的天然 砂替代品， 不仅能解决天然砂短缺问题 ， 还具有较好 的经济效益。石屑是碎石加工过程的副产品， 其质地 坚硬、 表面粗糙多孔、 有尖锐棱角、 与水泥石粘结性能 良好， 但由于石厂生产流程和工艺的不同， 使得石屑 的细度模数、 视密度、 容重、 空隙率等物理性能指标变 化范围较大 。此外， 石屑区别于天然砂的一个关键 之处， 是其含有一定量的石粉 ， 尽管一些学者针对石 粉含量范围及其对混凝 土性能的影响开展了试验研 究， 取得了一些有价值的成果 ， 但依然存在许多不同 的意见， 人们对于石粉活性的认识也是众说风云， 不 同的规范对 石粉 含量 也有 不 同的界 定。文 中着重 研 究两种常用破碎方式生产 的石屑及其不同石粉含量 对混凝土抗渗性的影响， 为工程应用提供试验依据。 1 原材 料及混凝土配合比 采用 P- 0 4 2 5 普通硅酸盐水泥 ； 碎石 ， 5 2 0 m m 连续级配； 河砂， 细度模 数 2 8 ， I I区中砂， 密度为 2 6 0 0 k g m； 石屑， 颚式破碎和反击式破碎两种方式 所得其性能指标见表 1 ； 萘系高效减水剂 ， 减水率大于 2 0 。石屑采用等体积代砂的方式掺入， 取代率分别 为 0 、 2 0 、 4 0 、 6 0 、 8 0 、 1 0 0 ， 调整 减水剂 掺量 ， 使新拌混凝土坍落度均控制在 7 0 9 0 m m， 基准混凝 土配合比见表 2 。 采用电通量法评定混凝土抗渗性。成型 1 0 0 m m 1 0 0 m m 4 0 0 m m试件， 2 4 h 后拆模， 标准养护室养护 至2 8 d ， 取 混凝 土 试块 中间部 位切 割 成 1 0 0 ra m X 1 0 0 m m 5 0 m m试样， 除两对称 d p 9 5 m m表面外， 其它表 面及侧面均进行密封处理 ， 真空饱水后 置于 2 0 C的恒 温环境下进行电通量测试。每组 3块， 取平均值。 表 1 细集料基本性能 表 2 基准混凝土配合比 W C水泥 k g m一 7 JL k g m一 ) k g m一 ；5 k g m一 减水剂 0 4 8 3 6 5 1 7 5 6 7 4 1 1 9 8 0 6 2 试验结果与分析 2 1 破碎方式对石屑混凝土抗渗性能的影响 鄂式破碎 石 屑混 凝土 通过 的 电量 随时间 变化 曲 线见图 l ， 反击式破碎石屑混凝土通过的电量随时间 变化曲线见图2 。 由图 1 和图2可见， 随着石屑取代量的增大， 混凝 土的电通量呈现先减小后增大的趋势， 除鄂式破碎石 屑取代6 0 和 8 0 天然砂所配制混凝土的电通量略 小于未掺石屑的混凝土外， 其他各组混凝土的电通量 均高于普通砂混凝土。当石屑取代普通砂 2 0 、 4 0 和 1 0 0 时 ， 颚式破碎 石屑 与反击 式破 碎混凝 土 的电 通量变化接近； 当石屑取代普通砂 6 0 和 8 0 时， 颚 王宝义： 破碎方式对石屑混凝土抗渗性能的影响 1 5 式破碎石屑混凝土的电通量则比反击式破碎石屑混 凝土低 2 0 3 0 。因此 ， 鄂式破碎石屑混凝土的抗 渗性优于反击式破碎石屑混凝 土。这是 由于， 颚式破 碎石屑的颗粒级配较反击式破碎石屑好 ， 且含有一定 量的石粉 ， 能够促进混凝土水化并优化混凝土的孔结 构， 因此 ， 其抗渗性能相对较好。但石屑的细度模数 较大， 尤其是反击式破碎石屑， 粗大颗粒较多， 因此， 当石屑取代量过大时， 其抗渗能力反而下降。 嘲 譬 翅 龋 删 脚 譬 ， 蛊 赠 时间 ra i n 图1 颚式破碎石屑混凝土电通量 时间 ra i n 图2 反击式破碎石屑混凝土电通敏 2 2 石粉含量对石屑混凝土抗渗性能的影响 为研究石粉含量对石屑混凝土抗渗性的影响， 预 先筛 除 石 屑 中 0 1 5 m m 的石粉 颗 粒 ， 再 以 5 、 7 5 、 1 0 、 1 2 5 的掺 量 掺 入 ， 采 用 6 0 鄂 式 破 碎 石屑及 4 0 普通砂作为细集料配制混凝： 上， 其他原材 料及用量不变， 测量其 2 8 d龄期时电通量随时间变化 情况 ， 试验结果见图 3 。 豳f 窖 昭 时间 ra i n 图3 石粉含量对石屑混凝土抗渗性能的影响 由图3可见， 不同石粉含量的四组鄂式破碎石屑 混凝土中， 石粉含量7 5 1 0 时， 混凝土的电通量 较小， 抗渗性等级可达高级水平。本试验条件下抗渗 性最好的混凝土为石粉含量7 5 的鄂式破碎石屑混 凝土， 其电通量较未掺石屑的普通砂混凝土降低 1 0 2 0 。 3结语 ( 1 ) 鄂式破碎石屑混凝土的抗渗性优于反击式 破碎石屑混凝土， 除鄂式破碎石屑取代 6 0 和 8 0 天 然砂所配制混凝土的抗渗性与普通砂混凝土接近外， 其他各组混凝土的抗渗性均较普通砂混凝土差。 ( 2 ) 石粉的掺入可以提高石屑混凝土的抗渗性 能 ， 本研究条件下， 鄂式破碎石屑中石粉 的最佳含量 为 7 5 ， 其 电通量 可较 普通 砂混 凝 土降 低 1 0 2 O 参考文献 1 李建， 谢友均 ， 刘宝举， 薛新华 石灰石石屑代砂混凝土配制 技术研究 J 建筑材料学报， 2 0 0 1 ， 4 ( 1 ) ： 1 8 2 0 2 华卫兵 石屑混凝土耐久性研究 J 现代交通技术， 2 0 0 5 ， 2 ( 5 )： 2 4 3 张映全 在混凝土中掺石屑提高抗渗抗冻性能的方法 J 建 筑技术 ， 1 9 9 5 ， ( 1 0 )： 1 61 7 【 收稿日期 2 0 1 l 一 0 8 2 4 作者简介 王宝义( 1 9 6 3一 ) ， 男。 黑龙江桦南人， 高级工程 师 ， 主要从事建筑结构设计与建 筑科学研究 工作 。 本刊投稿需知 低温建筑技术 编辑部所录用的稿件要求： I 论文是作者独立取得的原创性研究成果 ， 内 容不涉及国家机密。 2 论文未曾以任何形式、 用任何文种在国内外 公开发表过 。 3 内容不侵犯他人著作权和其他权利， 否则著 作权人将承担由于论文内容侵权而产生的全部责 任， 并赔偿由此给编辑部造成的全部损失。