建筑用破碎卵石與破碎山石性能區(qū)別驗(yàn)證

汪澤利 （黃山市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，安徽 黃山 245000）

在《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ52-2006）2.1.4條中，把破碎河卵石、破碎山體巖石都?xì)w類于碎石進(jìn)行檢驗(yàn)檢測(cè)，在GB/T14685-2011建筑用碎石、卵石中，也把破碎河卵石、破碎山體巖石作為同一種性能集料使用于混凝土中，可是在筆者平時(shí)的檢測(cè)中，發(fā)現(xiàn)破碎河卵石的比表面積、針片狀、吸水率、與混凝土的握裹力都與破碎山體巖石有較大區(qū)別，在泵送混凝土中綜合性能對(duì)比上也有很多區(qū)別，本文就兩種不同粗集料物理性能與混凝土綜合性能的比較，進(jìn)行試驗(yàn)論證而找出它們各自的優(yōu)越點(diǎn)，以及如何更好的在工程中使用。

首先，對(duì)兩種粗集料的比表面積進(jìn)行分析，破碎山石都是大體積的山石經(jīng)過破碎機(jī)多次破碎，一般呈現(xiàn)近似立方體形狀，在這里假設(shè)為六個(gè)破碎面的立方體，而河卵石由于長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)化和雨水侵蝕，表面光滑、圓潤(rùn)，經(jīng)過破碎機(jī)加工，一般破碎一到兩次，就能達(dá)到建筑用石的顆粒級(jí)配要求，在這里假設(shè)其為兩個(gè)破碎面，假設(shè)其為四分之一球形，這樣同等體積情況下，立方體長(zhǎng)為l，圓球半徑為r,利用體積公式它們的表面積比為得出它們之間的比表面積為1.07，破碎山石的表面積比破碎河卵石大7%，同一強(qiáng)度混凝土配比上，破碎山石的用水量要比破碎河卵石多7%，也就是說水泥用量也要高7%，從這一點(diǎn)可以看出破碎河卵石更經(jīng)濟(jì)。

再?gòu)尼樒瑺詈可蟻韺?duì)它們物理性能進(jìn)行對(duì)比，選出兩種黃山地區(qū)比較具有代表性的破碎卵石（5mm～31.5mm連續(xù)粒級(jí)）、屯溪青碎石（5mm～31.5mm連續(xù)粒級(jí)）各5 kg，進(jìn)行針片狀試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果如表1。

得到破碎卵石的針片狀含量大于破碎山石，而且各粒徑的針片狀含量碎卵石都比碎山石含量高，特別是中小粒徑，由于已經(jīng)達(dá)到連續(xù)粒徑要求，所以小粒徑的顆粒破碎次數(shù)偏少，許多未破碎的卵石片混雜在其中，使得碎卵石針片狀含量偏大，而黃山地區(qū)山石強(qiáng)度高，沒有明顯巖石層理，破碎后基本都呈現(xiàn)立方體形狀，故其針片狀含量較小。從上面的試驗(yàn)可以看出，兩種碎石在針片狀上有很大的區(qū)別，而針片狀對(duì)混凝土的性能影響很大，從這一點(diǎn)也能看出不能簡(jiǎn)單的把它們混為一種材料來試驗(yàn)和使用。

破碎山石、破碎河卵石針片狀指標(biāo) 表1

對(duì)于它們之間的其他物理性能，我們同樣使用上面的兩種集料進(jìn)行對(duì)比，試驗(yàn)結(jié)果如表2。

破碎山石、破碎河卵石物理性能指標(biāo) 表2

表2中較為明顯區(qū)別的是破碎卵石的吸水率明顯高于破碎山石，壓碎指標(biāo)值低于破碎山石，而其他指標(biāo)上破碎山石性能好于破碎卵石，但都比較接近。再分析一下吸水率，由于河卵石處于低洼處，長(zhǎng)期浸入水中，使得其吸水率明顯高于破碎山石，而吸水率高的集料在混凝土后期水化過程中，可以提供其內(nèi)部?jī)?chǔ)存的水份幫助混凝土水化，有利于混凝土后期強(qiáng)度的提高。

而對(duì)于不同集料與混凝土的握裹力，由于不能直觀的用試驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)，我們采取配置不同強(qiáng)度的混凝土進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比，比較在同一配比下不同集料對(duì)混凝土力學(xué)性能影響，配置了C15～C50共8個(gè)等級(jí)的塑性混凝土進(jìn)行試驗(yàn)。

試驗(yàn)用原材料及主要性能：

①水泥：海螺32.5、42.5、52.5級(jí)硅酸鹽水泥。

②細(xì)集料：黃山臨溪中砂（細(xì)度模數(shù)2.9，含泥量1.2%）。

③粗集料：采用破碎河卵石、屯溪破碎山石，性能指標(biāo)見表1、表2。

試驗(yàn)結(jié)果分析：

①在混凝土10d抗壓強(qiáng)度看，不同配比的混凝土都呈現(xiàn)破碎山石比破碎卵石抗壓強(qiáng)度高，這是由于山石的破碎面、表面棱角多，與水泥的接觸面大，握裹力比破碎卵石要強(qiáng)，所以抗壓強(qiáng)度比破碎卵石要高。

②從混凝土不同齡期的發(fā)展來看，低強(qiáng)度混凝土，破碎卵石后期混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)快，到了180d后普遍比破碎山石強(qiáng)度還高，這是由于破碎卵石的內(nèi)蓄水作用，使得后期水化更加充分，所以后期強(qiáng)度增長(zhǎng)快。

混凝土物理性能及力學(xué)性能 表3

③強(qiáng)度超過C30的混凝土，試驗(yàn)對(duì)比得出破碎山石強(qiáng)度各齡期強(qiáng)度都比破碎卵石要高，強(qiáng)度越高越明顯，這是由于強(qiáng)度高的混凝土配比中，水泥含量增加，破碎卵石由于吸水率高帶來的后期強(qiáng)度增長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)不足以抵消表面光滑帶來的握裹力不夠、針片狀大引起的混凝土強(qiáng)度的損失，使得強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度沒有破碎山石快。

④而從混凝土的物理性能對(duì)比，我們也能看到破碎山石集料配置混凝土和易性明顯不如破碎卵石，這是由于破碎卵石具有卵配制石的形貌特性，表面棱角相對(duì)比碎石少得多，顆粒級(jí)配好，和易性明顯優(yōu)于破碎山石；在泵送混凝土中，混凝土在攪拌和泵送過程中與攪拌機(jī)、泵、泵管摩擦阻力減小，不易堵管、易于泵送，減少設(shè)備磨損，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命。這也是破碎卵石相較于破碎山石的優(yōu)勢(shì)。

結(jié)論：對(duì)于低強(qiáng)度混凝土，采用破碎卵石的混凝土在前期雖然強(qiáng)度比破碎山石低，但后期強(qiáng)度發(fā)展優(yōu)于碎石，同時(shí)考慮黃山地處皖南山區(qū)，是新安江、錢塘江、富春江“三江”源頭，河流資源豐富，破碎河流兩邊隨意堆積在河床上卵石，經(jīng)濟(jì)成本低，所以可以考慮綜合性能及經(jīng)濟(jì)成本優(yōu)勢(shì)的破碎卵石作為集料運(yùn)用于混凝土中，而對(duì)于高強(qiáng)度混凝土以及對(duì)混凝土前期強(qiáng)度有要求的混凝土，由于山石混凝土的握裹力強(qiáng)、針片狀少、含泥量低等優(yōu)點(diǎn)，所以應(yīng)該考慮用破碎山石作為集料以保證混凝土強(qiáng)度。

[1]JGJ52-2006,普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2006.

[2]GB/T14685-2011,建筑用碎石和卵石[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2011.

[3]袁潤(rùn)章.膠凝材料學(xué)[M].武漢:武漢工業(yè)大學(xué),1996.

[4]何紅梅.卵石形貌對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響探討[J].重慶建筑,2006（8）.

[5]康育文.破碎卵石作為粗骨料在商品混凝土中的應(yīng)用[J].混凝土,2009（2）.

[6]張玉會(huì).破碎卵石的破碎機(jī)理及應(yīng)用性能分析[J].河南科技,2013(2).