1、磨細(xì)石粉在冏品混凝土中的應(yīng)用孫振平羅瓊杜輝摘要：在相同的水膠比條件下，石粉在一定替代率范圍內(nèi)等量替代部分天然砂，考察不同的 石粉替代率下混凝土的工作性能和力學(xué)性能，以找出石粉替代部分天然砂的最佳替代 率。關(guān)鍵詞：天然砂石粉坍落度工作性能力學(xué)性能0前言天然砂是由自然條件作用而形成的， 粒徑在5mmz下的巖石顆粒。按其產(chǎn)源不同，可分為 河砂、海砂和山砂。由于海砂其氯離子含量對(duì)鋼筋有害，故在鋼筋混凝土中不使用海砂；而山 砂一是產(chǎn)量不大，另外山砂處理不好容易含泥量超標(biāo)； 河砂是混凝土的主要用砂。南寧市預(yù)拌 混凝土的主要用砂是邕江河的天然砂。人工砂又稱為機(jī)制砂，是指巖石經(jīng)除土開采、機(jī)械破碎、篩分而成的，

2、公稱粒徑小于5mm的巖石顆粒。石粉是指石灰?guī)r碎石加工場(chǎng)篩分出來的石屑，屬人工砂的范疇，但由于石粉是碎石廠的邊角廢料，粉狀顆粒含量偏多，其中公稱粒徑小于 80 m的顆粒含量達(dá)12.5%,其含量 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人工砂粉狀顆粒含量 7%勺指標(biāo)。隨著廣西南寧經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展， 城市建設(shè)也在快速推進(jìn)，基礎(chǔ)設(shè)施和房地產(chǎn)開發(fā)建設(shè) 方興未艾，其直接帶來了建筑材料用量的急劇增加， 作為主要建筑材料之一的預(yù)拌混凝土， 這 幾年其年需求量在南寧市也是快速增長， 從2003年的不到100萬方增長至2006年的400萬方 左右，預(yù)計(jì)南寧市的預(yù)拌混凝土年需求量還要繼續(xù)大幅增長；南寧市建筑用砂主要以邕江天然 砂為主，由于近年來

3、對(duì)邕江河天然砂的過度采撈， 邕江河天然砂資源已日益缺乏。目前南寧市 天然砂資源短缺的矛盾突出，而從區(qū)內(nèi)的紅水河、左右江、欽州江等地購砂，運(yùn)輸成本太高， 并且各地天然砂的質(zhì)量相差較大， 不利于統(tǒng)一使用。為解決砂資源短缺問題，人工砂的利用將 是緩解天然砂短缺矛盾的有效途徑之一。使用石粉替代混凝土中的天然砂的研究，已有不少單位及技術(shù)人員做過相關(guān)試驗(yàn)和探索。 但以往的試驗(yàn)都是完全以石粉作為混凝土的細(xì)集料，由于石粉的粉狀顆粒含量過大，混凝土的需水量較大、工作性較差、強(qiáng)度下降，故石粉一直無法作為細(xì)集料在混凝土中得到利用。筆者 設(shè)想若能摻用石粉替代部分天然砂作為混凝土的細(xì)集料，而又不降低混凝土的各項(xiàng)性能，則

4、可以在一定程度上解決天然砂緊張局面并可以降低混凝土的材料成本，同時(shí)可以解決石粉對(duì)環(huán)境的污染。目前按預(yù)拌混凝土的生產(chǎn)技術(shù)，在生產(chǎn)過程中可以準(zhǔn)確地按一定比例摻用部分石粉等 量替代天然砂，只要能試驗(yàn)研究出一個(gè)合理的替代率，石粉將會(huì)得到有效利用。為此筆者選用碎石加工場(chǎng)篩分出來的石粉進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究工作，試驗(yàn)結(jié)果證明，碎石加工場(chǎng)篩分出來的石粉替代部分天然砂其替代率在一定范圍內(nèi)是有利于改善混凝土各項(xiàng)性能 的，現(xiàn)筆者把有關(guān)石粉替代部分天然砂后對(duì)混凝土性能的影響的試驗(yàn)研究情況總結(jié)出來以供讀 土 行參考。1試驗(yàn)用原材料1. 1水泥本試驗(yàn)選用河南同力P - O42.5水泥，其主要性能指標(biāo)見表1。表1水泥主要的物

5、理力學(xué)性能細(xì)度 (%標(biāo)準(zhǔn)稠度 用水量(%AM 性凝結(jié)時(shí)間(h:min ) (h:min)抗壓強(qiáng)度 (MpO)(MPa抗折強(qiáng)度(Mpa) (MPa初凝終凝3d28d3d28d1.129.6合格2:152:4028.355.66.19.11. 2粉煤灰本試驗(yàn)選用駐馬店電廠生產(chǎn)的R級(jí)粉煤灰，其主要的技術(shù)性能指標(biāo)見表2表2粉煤灰主要的技術(shù)性能指標(biāo)細(xì)度需水量比含水量燒失量活性指數(shù)三氧化硫含 量(%)(%)(%)(%)(%)(%)15. 6990.427. 6571. 50. 281. 3天然砂及石粉本試驗(yàn)選用的天然砂為泌陽河中砂， 石粉采用從碎石場(chǎng)篩分出來的石灰?guī)r石屑。 其主要品 質(zhì)指標(biāo)見表3。表3中砂

6、主要品質(zhì)指標(biāo)種類細(xì)度模數(shù)表觀密度含泥量泥塊含 量石粉含 量(kg/m3)(%)（%）(%天然砂2. 72600r 0.4r 0.0石粉3. 226500.012. 51. 4石本試驗(yàn)選用連續(xù)級(jí)配531. 5mm勺卵石。其主要品質(zhì)指標(biāo)見表4表4卵石主要品質(zhì)指標(biāo)類別表觀密度針片狀含 量壓碎指 標(biāo)含泥量泥塊含 量(kg/m3)(%)(%)(%)(%)II類26002.011.01. 20. 11. 5外加劑本試驗(yàn)使用新漢AF-CA聚竣酸系緩凝高效減水劑，其主要性能指標(biāo)見表5表5 AF-CA聚竣酸系引氣型緩凝高效減水劑主要的技術(shù)性能指標(biāo)生產(chǎn)廠家密度（g/ml）PHO固含量減水率（%南寧能博建材有限責(zé)任

7、 公司1.0147.210.020.06水本試驗(yàn)用水為潔凈自來水。2試驗(yàn)1技術(shù)路線試驗(yàn)研究在相同的水膠比條件下，石粉分別以 10% 20% 30% 40% 50%口 60%勺替代率 等量替代天然砂，考察不同的石粉替代率下混凝土的工作性能和力學(xué)性能， 以找出石粉替代部 分天然砂的最佳替代率。2. 2配合比試驗(yàn)所用的配合比見表6。表6相同水膠比條件下各石粉替代率的配合比試3”編勺水泥砂總量天然砂石粉石水粉煤灰AF-CA石粉替代率Kg/m3%A0-129073073001142170607.50A1-1290730657731142170607.510A2-129073058414611421706

8、07.520A3-12907305112191142170607.530A4-12907304382921142170607.540A5-12907303653651142170607.550A6-12907302924381142170607.5603試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)結(jié)果見表7表7相同水膠比條件下各石粉替代率配合比的試驗(yàn)結(jié)果試3”編勺坍落度(mm)和易性抗壓弓S度(MPa)0min60min3d7d28dA0-1205190一般14.122.841.1A1-1205190好15.824.442.3A2-1205190好17.425.743.5A3-1200190很好18.926.743.8A4-

9、1175155一般19.527.343.8A5-1145115差19.927.642.8A6-111570差20.327.741.54. 1石粉替代率對(duì)混凝土工作性能的影響由圖1可以看出，使用石粉的混凝土，當(dāng)石粉替代率小于 30%寸，混凝土的初始坍落度與 基準(zhǔn)混凝土基本保持一致，60min的坍落度損失也保持一致。同時(shí)，在 30%勺替代率范圍內(nèi)， 在坍落度經(jīng)時(shí)損失量方面，60min的坍落度損失量不大于15 mm而從和易性目測(cè)結(jié)果來看， 在石粉替代率小于30%寸隨著石粉替代率的增大，混凝土的和易性也在逐步變好，混凝土的泵 送性更佳。而當(dāng)石粉替代率大于30%寸，混凝土的初始坍落度迅速下降，并且隨著替

10、代率的增大，60min的坍落度損失量也在增大。石粉與天然砂相比，由于存在較多的粉狀顆粒含量，其在混凝土中以惰性微粉顆粒的形式 存在，相當(dāng)于增大了混凝土中的膠凝材料； 這種膠凝材料雖不具有水化活性，但其在新拌混凝 土中起到相當(dāng)于滾珠作用，當(dāng)其在一定范圍內(nèi)替代天然砂時(shí)能夠增加混凝土的流動(dòng)性，使混凝土的和易性得到明顯改善。但因?yàn)槭凼怯墒規(guī)r經(jīng)機(jī)械破碎、篩分制成，具顆粒表面粗糙、棱角突出，并且石屑顆 粒內(nèi)部微裂紋較多、空隙大，因此當(dāng)石粉替代率較大時(shí)，石粉以上的缺點(diǎn)將顯露出來，同時(shí)較 大的替代率將會(huì)更大程度地增加單方混凝土中粉狀顆粒含量，這些都會(huì)極大地增加了混凝土細(xì)集料的總比表面積，從而增加混凝土單位

11、立方米需水量，導(dǎo)致混凝土的工作性能下降。4. 2石粉替代率對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響由圖2的曲線圖可以看出，隨著石粉替代率的增大，混凝土的早期抗壓強(qiáng)度逐步提高，3d 抗壓強(qiáng)度的提高較為顯著；7d抗壓強(qiáng)度與3d相比較為平緩；而28d抗壓強(qiáng)度在石粉替代率不 超過40%寸稍高于基準(zhǔn)混凝土，在替代率超過 40淅28d抗壓強(qiáng)度開始出現(xiàn)下降。試驗(yàn)結(jié)果表明，增大石粉替代率可以有效地提高混凝土的早期抗壓強(qiáng)度，當(dāng)石粉替代率小于40%勺范圍時(shí)，混凝土 3d、7d和28抗壓強(qiáng)度均得到有效提高。由于石粉替代天然砂后引入較多的粉狀顆粒含量， 石粉中的粉狀顆粒含量填充了混凝土內(nèi) 部的孔隙，提高混凝土內(nèi)部密實(shí)程度，改善了混凝土的孔隙特征，改善了骨料與水泥漿體之間 的界面結(jié)構(gòu)，從而提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度。 但當(dāng)石粉替代率較大時(shí)，由于石粉中粉狀顆粒含 量含量太高，致使細(xì)集料中的粗顆粒偏少，顆粒級(jí)配變得不合理，減弱了混凝土的骨架支撐作 用；因此，當(dāng)石粉替代率超過 40淅而進(jìn)一步增大時(shí)，混凝土 28天抗壓強(qiáng)度開始下降。5結(jié)論(1)石粉在0%-30%5圍內(nèi)等量替代天然砂時(shí)混凝土的初始坍落度與基準(zhǔn)混凝土基本保 持一致，60min的坍落度損失量也保持一致，混凝土的和易性得到明