破碎卵石在預(yù)拌混凝土中的應(yīng)用研究

肖曉磊

摘要：本文研究了破碎卵石在預(yù)拌混凝土中的應(yīng)用及其對混凝土流動性、和易性和力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明：破碎卵石在預(yù)拌混凝土中占粗骨料55%時，流動性較好，坍落度200mm，擴展度600mm，經(jīng)1小時坍落度損失20mm，無泌水現(xiàn)象，混凝土成型拆模后無蜂窩麻面現(xiàn)象，表面平整，光潔度密實良好。為破碎卵石混凝土配合比設(shè)計提供了新的思路和理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：破碎卵石 工作性 配比設(shè)計 礦物摻合料雙摻

石家莊地區(qū)建筑行業(yè)也已進入飛速發(fā)展時期，作為建筑工程主要材料的混凝土也隨之廣泛應(yīng)用于工程中。本公司2013年初開始研制河道中大量卵石堆積物采用破碎篩選后用于商品混凝土中來代替人工碎石。這項研究不僅降低了混凝土的成本，而且清理了河道中大量的堆積物，讓河道變得暢通無阻，減少了大量人力和物力防洪投資，為防洪工作作出了一定貢獻，也為保護環(huán)境貢獻了一份微薄之力。破碎卵石集有卵石和人工碎石雙重優(yōu)點，既提高了混凝土的各項物理指標，改善了泵混凝土易收縮而出現(xiàn)裂紋的特性，提高了混凝土自身的抗裂性能，同時又取得了良好的技術(shù)、經(jīng)濟及社會效益?？煞Q作為“綠色環(huán)保建材”。

1 原材料與實驗方案

1.1 試驗用原材

①水泥：P·O42.5級，曲寨建材廠。

②礦渣粉：S95級礦渣粉，浙峰建材廠。

③粉煤灰：Ⅱ級粉煤灰，上安電廠。

④細骨料：河砂，顆粒級配為2區(qū)，細度模數(shù)為2.4。

⑤粗骨料：5-25.0mm碎石和5-25.0mm破碎卵石。

⑥外加劑：GK-5B高效泵送劑，石家莊育才建材廠。

1.2 試配方案

本次試驗配比選用2013年生產(chǎn)泵送混凝土配比作為基準配比，根據(jù)基準配比進行不同摻量的破碎卵石取代試驗，最終確定破碎卵石生產(chǎn)配比。

2 試驗結(jié)果與分析

根據(jù)配比，分別進行具體試驗，每個配合比在拌制時觀察其拌合物物理性，利用各種檢測儀器進行檢測并做記錄。每種配合比分別留置試塊四組，分別檢測其3d、7d、28d、90d的力學(xué)性能指標。

2.1 破碎卵石混凝土的工作性能

C15-C35混凝土占粗骨料比例15%、25%、35%、60%：

流動性能差，坍落度140-160mm，擴展度350-

400mm，經(jīng)1小時坍落度損失20mm。有泌水現(xiàn)象，混凝土成型拆模后有麻面現(xiàn)象，表面平整，光潔度密實差。

C15-C35混凝土占粗骨料比例45%、55%：

流動性較好，坍落度180-210mm，擴展度550-

600mm，經(jīng)1小時坍落度損失10mm，無泌水現(xiàn)象，混凝土成型拆模后無蜂窩麻面現(xiàn)象，表面平整，光潔度密實良好。

C15-C35物理性能和力學(xué)性能指標如下表所示：

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C15-C35物理性能和力學(xué)性能指標折線圖如下圖所示：

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注：系列1為摻量15%的配比；系列2為摻量25%的配比；系列3為摻量35%的配比；系列4為摻量45%的配比；系列5為摻量55%的配比；系列6為摻量65%的配比。

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注：系列1為摻量15%的配比；系列2為摻量25%的配比；系列3為摻量35%的配比；系列4為摻量45%的配比；系列5為摻量55%的配比；系列6為摻量65%的配比。

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注：系列1為摻量15%的配比；系列2為摻量25%的配比；系列3為摻量35%的配比；系列4為摻量45%的配比；系列5為摻量55%的配比；系列6為摻量65%的配比。

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注：系列1為摻量15%的配比；系列2為摻量25%的配比；系列3為摻量35%的配比；系列4為摻量45%的配比；系列5為摻量55%的配比；系列6為摻量65%的配比。

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注：系列1為摻量15%的配比；系列2為摻量25%的配比；系列3為摻量35%的配比；系列4為摻量45%的配比；系列5為摻量55%的配比；系列6為摻量65%的配比。

依據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》JGJ55-2011標準要求，混凝土的配制強度（fcu，0）應(yīng)是混凝土設(shè)計強度（fcu，k）的1.15倍，由上可知，所有比例摻量配合比的28d強度均已滿足要求。但由于摻量15%、25%、35%、65%的混凝土性能均未達到理想效果，出現(xiàn)了不同的問題，綜合所述摻量45%、55%的混凝土各種物理性能和力學(xué)性能指標均已滿足施工要求，故我們推薦摻量45%、55%的試驗配合作為施工配合比。

C15施工配合比

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C20施工配合比

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C25施工配合比

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C30施工配合比

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C35施工配合比

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2.2 試驗結(jié)果分析

2.2.1 破碎卵石對混凝土物理性能影響

在泵送混凝土拌合物中，往往由于骨料不符合連續(xù)級配，或者水膠比選用不準確等問題，使骨料和砂漿分布不均勻或者離析，出現(xiàn)可泵性差或難以泵送等現(xiàn)象。

由于破碎卵石具有卵石的形貌特性，表面棱角相對于碎石少的很多，顆粒級配好，因此在試驗室我們適當(dāng)?shù)奶岣吡舜止橇系膿搅?，降低了砂率。這樣降低了成本，同時又減少了預(yù)拌混凝土在澆筑后產(chǎn)生裂縫的現(xiàn)象。根據(jù)試驗配比，破碎卵石混凝土和易性明顯優(yōu)于人工碎石混凝土?；炷猎跀嚢韬捅盟蜁r對攪拌機、泵、泵管的摩擦阻力減小，不易堵管，易于泵送。減少了設(shè)備磨損，提高設(shè)備使用壽命。

2.2.2 破碎卵石混凝土在施工中減少施工裂縫的原因分析

泵送混凝土坍落度大是造成混凝土裂縫較多的一個重要原因之一，由于澆注成型后，拌合物中的粗骨料在自重的作用下緩緩下沉（特別是在施工中采用震動振搗時），水和漿體上升，當(dāng)粗骨料在下沉過程中受到鋼筋等的阻擋使鋼筋上部的混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力，由于這種沉降時產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土初始抗拉應(yīng)力時，混凝土就產(chǎn)生了裂縫。然而摻加了破碎卵石的混凝土可以明顯改善這種狀況，有效的減少了由于混凝土本身收縮所造成自收縮裂縫。

混凝土施工過程中，混凝土和易性良好，無離析、泌水現(xiàn)象，泵送順利，拆模后混凝土表面無出現(xiàn)蜂窩麻面等質(zhì)量缺陷，結(jié)構(gòu)幾何尺寸正確?，F(xiàn)場混凝土留置同條件和標養(yǎng)試塊，各齡期混凝土的力學(xué)指標均滿足設(shè)計要求，混凝土質(zhì)量達到了驗收規(guī)范的要求。該工程經(jīng)監(jiān)理單位和質(zhì)量監(jiān)督部門的驗收，達到了優(yōu)良標準，獲得了驗收部門的好評。

3 結(jié)論

①當(dāng)破碎卵石占總粗骨料45%-55% 之間時混凝土的工作性和力學(xué)性能是最好的。

②當(dāng)破碎卵石占粗骨料的小于45%或大于55%時，混凝土在一定程度出現(xiàn)了泌水和褒漿不好的現(xiàn)象。

③破碎卵石混凝土的應(yīng)用改善混凝土的泵送效果，減少了混凝土的自身收縮裂縫，提高了混凝土的抗裂性能。

參考文獻：

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