淺談卵石混凝土設(shè)計與生產(chǎn)

鄧承飛，向軍，向友進(jìn)，何德剛

（湖北中陽明投資集團(tuán)，湖北 當(dāng)陽 430051）

淺談卵石混凝土設(shè)計與生產(chǎn)

鄧承飛，向軍，向友進(jìn)，何德剛

（湖北中陽明投資集團(tuán)，湖北 當(dāng)陽 430051）

當(dāng)陽市境內(nèi)地表面蘊(yùn)藏著豐富的山卵石，本文采用質(zhì)量法設(shè)計了 C30 卵石配合比；通過我們幾年實際生產(chǎn)和試驗的經(jīng)驗總結(jié)，掌握了當(dāng)陽境內(nèi)卵石的工作性能、強(qiáng)度等主要技術(shù)指標(biāo)，供大家參考。

卵石；配合比設(shè)計；生產(chǎn)

1　卵石基本知識簡介

卵石是由于地殼運(yùn)動等自然力的震動、風(fēng)化、再經(jīng)過山洪沖擊、流水搬運(yùn)和砂石之間反復(fù)翻滾摩擦，經(jīng)過漫長的時間形成圓滑的石子。它的形成分為二個階段，第一階段：是巖石風(fēng)化、崩塌階段；第二階段：巖石在河流中被河水搬運(yùn)、沖刷、磨圓。其主要化學(xué)成分是二氧化硅，其次是少量的氧化鐵，微量錳、銅、鋁、鎂等。湖北省當(dāng)陽市地處鄂西山地向江漢平原過度地帶，地勢從西北向東南傾斜，西北高、東南低，略似一個不完整的河谷盆地，市境內(nèi)地表面蘊(yùn)藏豐富的山卵石。

2　當(dāng)陽市砂、卵石質(zhì)量情況

當(dāng)陽市卵石的主要技術(shù)指標(biāo)見表 1，顆粒級配見表 2。碎石的技術(shù)指標(biāo)見表 3，顆粒級配見表 4。沮河砂與漳河砂以0.65:0.35 的比例混合后混合砂的技術(shù)指標(biāo)見表 5，顆粒級配見表 6。當(dāng)陽市卵石實物照片見 圖 1。

表1　卵石的主要技術(shù)指標(biāo)

表2　卵石的顆粒級配試驗

表3　碎石的主要技術(shù)指標(biāo)

表4　碎石的顆粒級配試驗

表5　沮河砂:漳河砂=0.65:0.35 的主要技術(shù)指標(biāo)

表6　沮河砂:漳河砂=0.65:0.35 的顆粒級配試驗

圖1　卵石外觀

檢驗結(jié)果分析：（1）從圖 1 來看，卵石看似扁片狀的石子偏多，通過檢驗，顆粒級配基本上屬于連續(xù)粒級，除9.5mm 超 5%。（2）砂子采用天然河砂：當(dāng)陽本地沮河砂細(xì)度模數(shù)為中砂偏粗，漳河砂又偏細(xì)，將兩種砂按 0.65:0.35的比例混合使用，基本上符合Ⅱ區(qū)中砂。（其中4.75mm 超出 1%）。（3）碎石顆粒級配屬于連續(xù)粒級，壓碎指標(biāo)為9.2%，符合要求。

3　卵石配合比設(shè)計

C30 泵送混凝土配合比設(shè)計：依據(jù) JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》、GBJ 146—90《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》

3.1原材料質(zhì)量和產(chǎn)地簡介

（1）水泥：湖北當(dāng)陽產(chǎn)三峽 P·O42.5 水泥，28 天抗折強(qiáng)度 8.7MPa，28 天抗壓強(qiáng)度 47.5MPa。

（2）砂：湖北當(dāng)陽產(chǎn)河砂，沮河砂按比例摻兌漳河砂，最佳比例為 0.65:0.35，細(xì)度模數(shù) 2.6，基本屬于 Ⅱ 區(qū)砂，C30混凝土砂率取 βs=42%。

（3）卵石：湖北當(dāng)陽產(chǎn) 5～31.5mm，基本屬于連續(xù)級配（9.5mm 超出 5%）。

（4）碎石：湖北當(dāng)陽產(chǎn) 5～31.5mm，屬于連續(xù)級配。

（5）粉煤灰：荊門電廠Ⅱ級 F 類，細(xì)度 17.6%，28 天活性指標(biāo) 72%，安定性合格，C30 混凝土取代率 f =20%，粉煤灰影響系數(shù)取 0.8。

（6）減水劑：荊州恒利 FDN-1 型萘系減水劑，減水率17%，固含量 30%，C30 摻量按總膠材 2% 摻入。

（7）水：地下水，符合 JGJ 63—2006《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》

3.2確定初步混凝土配合比

混凝土配合比見表 7。

表7　混凝土配合比 kg/m3

4　試驗數(shù)據(jù)比對分析

比對思路： 把以上設(shè)計配合比作為基準(zhǔn)配比，在總膠材不變的前提下，進(jìn)行數(shù)據(jù)比對。其比對思路有二點(diǎn)，第一，在水泥、砂、粉煤灰、減水劑等用量不變的基礎(chǔ)上，改變石子的類別，分別測定坍落度、1h 坍落度損失、擴(kuò)展度，抗壓強(qiáng)度；第二，在砂、粉煤灰、減水劑等用量不變基礎(chǔ)上，改變石子的類別，分別增加礦粉 50kg/m3，減少水泥 50kg/m3，測定坍落度、1h 坍落度損失、擴(kuò)展度，抗壓強(qiáng)度；混凝土配合比及性能結(jié)果見表 8。

通過表 8 數(shù)據(jù)分析，總結(jié)出以下幾點(diǎn)：

（1）采用全卵石配制的混凝土與采用全碎石、50% 碎石+50% 卵石相比較，全卵石工作性能要好些。

（2）采用全卵石配制的混凝土，在不加入礦粉時，3d早期強(qiáng)度略高一點(diǎn)，其后期強(qiáng)度和其他兩種配比相比，區(qū)別不大。

（3）采用全卵石配制的混凝土，加入粉煤灰時，單方用水量經(jīng)試驗控制在 150kg/m3時，工作性能最好；其 3d、7d、28d、60d、90d 強(qiáng)度均最高。這是因為水膠比降低之后，強(qiáng)度會有所增長。所以，水下灌注樁混凝土應(yīng)優(yōu)先選用卵石，是有理論依據(jù)的。

（4）卵石沖洗比較干凈，含泥量少，無明顯雜質(zhì)成分；1h 坍落度損失小，一般在 10mm 左右。

表8　C30 總膠材不變配合比設(shè)計表

5　實際生產(chǎn)注意要點(diǎn)

（1）用水量和堆放：卵石進(jìn)場前沖洗比較干凈 ，含水率 0.5%～1.5% 之間，配比全部采用卵石時，用水量要小一些，一般 150kg/m3為宜。建議分兩個料場堆放 1～2 天，等含水率穩(wěn)定之后再使用，這樣可以保證出站坍落度控制穩(wěn)定性。

（2）攪拌車在運(yùn)輸途中罐體不得停止攪拌，同時卸料前應(yīng)快速旋轉(zhuǎn)，讓料子充分?jǐn)嚢杈鶆颉Ｒ驗檐囕v在行駛的過程中，轉(zhuǎn)速一般在 1～3 轉(zhuǎn)/分，混凝土中卵石質(zhì)量最重，轉(zhuǎn)速過低或者停止不轉(zhuǎn)，加之運(yùn)輸途中不斷顛簸，卵石很容易沉入罐體最底部，會使料子分層，甚至離析。

（3）車輛合理調(diào)度：如果車輛斷檔時間過長，同樣原理，泵送混凝土容易堵管。

6　資源合理利用和生態(tài)保護(hù)

隨著城市建設(shè)高速發(fā)展，當(dāng)陽地區(qū)的卵石、砂子使用量持續(xù)增長，亂挖亂采現(xiàn)象比較嚴(yán)重，有的砂石場甚至未經(jīng)當(dāng)?shù)匦姓鞴茉S可，或在河道里開采，或購買農(nóng)田，直接開挖采砂采石。幾年的光景大量的農(nóng)田耕地，開挖成大大小小的水塘，還有的造成河道淤塞。筆者建議：相關(guān)職能部門要正確引導(dǎo)，合理規(guī)劃開采區(qū)域、有序開采的同時，保護(hù)好生態(tài)環(huán)境。

另外，有將近一半砂石場沒有安裝成套砂石生產(chǎn)線，沒有一次性完全利用好資源，只是簡單進(jìn)行沖洗、分篩、又將粒徑大于 40mm 的卵石丟棄，浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。建議：當(dāng)?shù)刈〗ú块T加強(qiáng)監(jiān)督和管理，淘汰落后生產(chǎn)線。

7　結(jié)論

（1）工作性能：因為卵石自身圓潤光滑，近似橢圓形，摩擦阻力小，所以使用卵石配制的混凝土和易性、流動性比碎石的要好一些。泵送混凝土、灌注樁等宜優(yōu)先采用卵石。并且坍落度損失小。

（2）碎石、卵石可以按一定的比例混合使用。還可以適量摻入礦粉，等量替代部分水泥，且 60～90 天后期增強(qiáng)效果明顯。改善混凝土和易性、流動性、降低成本、減少開裂幾率

（3）卵石進(jìn)場時含水率在 0.5%～1.5% 之間，實際生產(chǎn)時用水量一般控制在 150kg/m3 左右，建議分兩個料場堆放1～2 天以上，等含水率穩(wěn)定之后再使用，有利于生產(chǎn)的穩(wěn)定性和坍落度控制。

（4）卵石進(jìn)場前沖洗干凈，含泥量少，不含石屑等物，所以，配制大體積混凝土、地下室剪力墻宜優(yōu)先使用卵石，可以減少開裂。

（5）通過多次試驗，當(dāng)陽本地天然的卵石可以配制 C50及 C50 以下混凝土；后期強(qiáng)度，60 天可以增長 2～3MPa左右，60～90 天可以增長 1.5MPa 左右。

（6）截止目前，使用純卵石配制混凝土，我們成功泵送多座 34 層高樓，無堵泵現(xiàn)象發(fā)生。無明顯收縮裂縫產(chǎn)生。

[1] JGJ 55—2011．普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程[S]．

[2] GBJ 146—90．粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[S]．

[3] JGJ 52—2006．普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)[S]．

[4] JGJ 63—2006．混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)[S]．

[5] 郭焱庭．摻合料在混凝土配合比設(shè)計中應(yīng)用技術(shù)探討[J]．武漢混凝土，

［通訊地址］湖北中陽明投資集團(tuán)當(dāng)陽市中陽建材有限公司（430051）

Discusstion on design and production of pebble conrete

Deng Chengfei, Xiang Jun, Xiang Youjin, He Degang
(Hubei Yangming Investment Group, Hubei Dangyang 430051)

AccordingThere are rich of pebble inside the surface of Dangyang. This paper designed C30 pebble concrete mixture by the method of mass. We mastered the workability, strength of pebble in Dangyang by many years production experiences, and hope to give a reference to others.

pebble; mixture design; production

鄧承飛，男，工程師，湖北中陽明投資集團(tuán)當(dāng)陽市中陽建材有限公司技術(shù)總工兼實驗室主任。長期從事混凝土質(zhì)量控制和新產(chǎn)品研發(fā)工作。