破碎方式对石屑混凝土抗盐冻性能的影响.pdf

王宝义 ： 破碎方式对石屑混凝土抗盐冻性 能的影 响 3 破碎方式对石屑混凝土抗盐冻性能的影响 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盐冻性能的影响。试验研究结果 表明： 随着石屑取代率的增大， 混凝土抗盐冻性能呈现先提高后降低的趋势， 掺量为 6 0 时混凝土的抗盐冻性能 最好， 鄂式破碎石屑混凝土的抗盐冻性能优于反击式破碎石屑混凝土； 石屑中的石粉含量对混凝土的抗盐冻性能 影响显著， 石粉的最佳含量为7 5 。 【 关键词】 石屑； 破碎方式； 混凝土； 抗盐冻性能 【 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 2 ) 0 1 0 0 0 3 0 2 O引言 随着混凝土工程建设 规模的扩大， 砂的需求量亦逐年 增加， 对其质量要求也不断提高。而天然河砂是不可再生 资料， 因此， 必须考虑采用其它材料代替河砂。目前主要有 两类 ， 一类是采用海砂或山砂 ， 另一类是采用石屑。海砂的 氯离子含量较高， 需冲洗后才能使用， 若直接使用会对建筑 物的寿命带来严重影响， 山砂资源较少 ， 不宜作为替代河砂 的主要途径。石屑是在机械加工碎石的过程中产生的副产 品， 约为碎石产量的 2 0 一3 0 ， 作为石料场的废弃堆积 物， 既占用场地又污染环境 。自2 O世纪 印 年代开始， 许多砂少石多地区便采用石屑来配制水泥砂浆和低强度等 级混凝土， 如今， 以石屑代替天然砂配制的混凝土在实际工 程中大量应用 J 。石屑的推广应用既可避免滥采滥挖， 保 护耕地， 又能给采石场减少环境污染 ， 给建筑单位带来经济 效益， 也减少了不合格的河砂进入建筑市场 ， 有利于提高建 筑工程质量。因此， 用石屑代替河砂具有很高的经济和社 会价值。 目前， 对于石屑混凝土还缺乏系统的研究 ， 尚存在许多 需要解决的问题， 不同破碎方式生产的石屑颗粒分布、 石粉 含量等物理性能指标波动较大， 对混凝土性能的影响程度 也不同。在北方， 冬季撒盐除冰带来的混凝土盐冻破坏现 象十分普遍， 因此 ， 文中着重研究鄂式和反击式两种破碎方 式生产的石屑对混凝土抗盐冻性能的影响。 1 原材料及混凝土配合比 表 1 细 集 料 基 本 性 能 参考文献 【 1 R I L E M D r a f t R e c o m m e n d a t i o n( 5 O F C M) D e t e r m i n a t i o n o f t h e f r a c t u r e e n e r g y o f mo r t a r a n d c o n c r e t e b y me a n s o f t h ree p o i n t b e n d t e s t s o n n o t c h e d b e a m s J M a t e r i a l s a n d s tr u c t u re s ， 1 9 8 5 ，1 8 ( 1 0 6 ) ： 2 8 5 2 9 o 2 D I Y T 5 3 3 2 2 0 0 5 ， 水工混凝土断裂试验规程 s 3 Z h a n g B ， B i c a n i c N ， P e a r e e C J 。 B al a b a n i e G R e s i d u a l f r a c tu r e p r o p e r ti e s o f n o r m a l a n d h i s h - s t ren g t h c o n c ret e s u b j e c t t o e l e v a t ed t e m p e r a t u r e s J M a g a z i n e o f C o n c re t e R e s e a r c h ， 2 0 0 0 ， 5 2 ( 2 ) 4 N i e l s e n C V ，B i e a n i c N R e s i d u a l f ra c t u re e n e r g y o f h i g h p e r - f o n n a n c e a n d n o r m a l c o n c re t e s u b j e c t t o h i g h t e m p e ra t u re s J R 1 L E M M a t e r i al s a n d S t r u c tur e s ， 2 0 0 3 ， 3 6 ( 2 6 2 ) ： 5 l 5 5 G a i f e i P e n g ， We n Wu Y a n g ， J i e Z h a o ， ir e F e n g L i u ， S o n g Hu a Bi a n，Li Ho n g Z h a o Ex pl o s i v e s p a ll i n g a n d res i d u al me c h a n i e al p r o p e r t i e s o f fi b e rt o u s h e n ed h i g h p e rf o rm a n c e c o n c r e t e s u b j e e t t o h i s h t e m p e r a t u re s J C e m e n t a n d C o n c r e t e R e s e a r c h ， 2 0 0 6 ， ( 3 6 ) ： 7 2 3 7 2 7 6 S h i L a n g X u ， H a n s W Rei n h a r d t D e t e rmi n a t i o n of d o u b l e K c rit e rio n f o r c rac k p r o p a g a t i o n i n q u a s i b rit t l e fr a c t u r e ，P a r t I I I ： Co mp a c t t e n s io n s p e c i me n s and wedg e s p l i t t i n g s pec i me n s I n t e r - n a t i o n a l J o u r n a l of F rac ture。1 9 9 9。9 8： 1 7 9 收稿日期】 2 0 1 1 - 0 9- 2 6 【 作者简介 黄伟( 1 9 8 7一 ) ， 男， 江西上饶人， 硕士， 研究方 向： 混凝土抗火 。 4 低温建筑技术 2 0 1 2年第 1 期( 总第 1 6 3 期) 试验采用 P 0 4 2 5普通硅酸盐水泥； 碎石， 52 0 ra m 连续级配； 河砂 ， 细度模数 2 8 ， 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 o 、 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 09 0 m m， 基准混凝土配合比见表 2 。成 型 l O O m m l O O m m4 0 0 ra m试件， 2 4 h后拆模放入标准养护室养护至 2 8 d ， 取出浸泡于 3 5 的氯化钠溶液中4 d ， 然后进行快速冻 融循环试验。每 5 个循环测量一次剥落物质量。 表2 基准混凝土配合比 2 试验结果与分析 2 1 破碎方式对石屑混凝土抗盐冻性能的影响 鄂式破碎石屑混凝土盐冻试验结果见图 l ， 反击式破碎 石屑混凝土盐冻试验结果见图 2 。 由图 1 、 图 2可见， 随着石屑掺量的增加， 混凝土抗盐冻 性能呈现先提高后降低的趋势， 但均优于普通砂混凝土， 尤 以6 o 掺量时混凝土的抗盐冻性能最佳。在同样石屑掺量 条件下， 经历相同冻融循环次数时， 掺鄂式破碎石屑混凝土 较掺反击式破碎石屑的质量损失率小 1 0 左右。 冻融循环次数， 次 图1 鄂式破碎石屑混土盐冻质量损失率 冻融循环次数 次 图2 反击式破碎石屑混凝土盐冻质量损失率 这是因石屑吸水率较普通砂大， 使得界面区水泥浆的 局部水灰比降低， 界面结构致密， 并且石屑表面粗糙、 多棱 角 ， 与水泥石间的粘结强度高于普通砂， 水和盐迁移到集料 和水泥石界面较普通砂混凝土困难。 反击式破碎石屑中粗大颗粒较多， 级配差， 所配制混凝 土的孔隙率较大； 鄂式破碎石屑里含有一定量的石粉， 可以 起到填充空隙的作用， 使混凝土的孔结构细化， 有害孔减 少， 同时大量分散的石粉颗粒还可以起到晶核的作用， 促进 水泥水化， 避免粗大晶体的生成， 使混凝土结构更加密实， 因此， 鄂式破碎石屑混凝土的抗盐冻性能优于反击式破碎 石屑混凝土。 当掺量较高时， 石屑混凝土的抗盐冻性能有所下降， 这 是因为石屑细度模数较大， 过粗的细集料会使混凝土中的 大孔含量增多， 抗盐冻性能势必会有所下降。 2 2 石粉含量对石屑混凝土抗盐冻性能的影响 冻融循环次数， 次 图3 石粉含量对石屑混凝土抗盐冻性能的影响 石屑中往往存在一定量的石粉， 而石粉的存在对石屑 的紧密堆积程度， 进而对混凝土的孔隙率具有重要影响， 因 此， 选取鄂式破碎石屑取代 6 0 普通砂作为细集料， 并且预 先筛除石屑中 0 1 5 ram的石粉颗粒， 再分别以 5 、 7 5 、 1 0 、 1 2 5 的掺量掺入， 以便研究石粉含量对石屑混凝土 抗盐冻性能的影响， 试验结果见图3 。 由图3可以看出， 掺加一定量的石粉可以提高石屑混凝 土的抗盐冻性能， 但是石粉含量过高时， 石屑混凝土抗盐冻 性能反而迅速降低 ， 最佳值为7 5 。 3结语 ( 1 ) 随着石屑掺量的增加， 混凝土抗盐冻性能呈现先 提高后降低的趋势 ， 掺量为 6 o 时混凝土的抗盐冻性能最 好， 鄂式破碎石屑混凝土的抗盐冻性能优于反击式破碎石 屑混凝土。 ( 2 ) 石粉的掺人可以提高石屑混凝土的抗盐冻性能， 本研究条件下， 鄂式破碎石屑中石粉的最佳含量为 7 5 。 参考文献 1 王雨利， 王稷良， 周明凯， 李北星， 官学茂 机制砂及石粉含 量对混凝土抗冻性能 的影响 J 建筑材料学报， 2 0 0 8 ，l 1 ( 6 ) ： 7 2 6 7 3 1 2 吴树敏， 杨医博。 彭怡欣， 陈浩曼， 梁松石屑混凝土研究进 展 J 建筑技术， 2 0 1 0 ， 4 1 ( 1 ) ： 2 0 - 2 2 3 胡海琳， 梁松， 杨医博，范庆新石屑混凝土的研究与应用 J 广东建材 ， 2 0 0 5 。 ( 5 ) ： 9 1 0 收稿日期】 2 0 1 1 一 O 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。