如何使用碎石場(chǎng)下腳料-石屑

石屑是碎石場(chǎng)在加工石子的過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，其粒徑在小于5mm，并含有一定量的石粉（粒徑小于0.16mm）。石屑的顆粒級(jí)配和物理性質(zhì)與砂接近，在混凝土生產(chǎn)中時(shí)常被當(dāng)做細(xì)骨料使用，但石屑與專門生產(chǎn)的機(jī)制砂具有很大的區(qū)別。JTGE42-2005《公路工程骨料試驗(yàn)規(guī)程》中規(guī)定：石屑是指采石場(chǎng)加工碎石時(shí)通過最小篩孔（通常為4.75mm）的篩下部分。而機(jī)制砂是指由碎石及礫石經(jīng)制砂機(jī)反復(fù)加工至粒徑<4.75mm的細(xì)骨料?？梢钥闯?，石屑與機(jī)制砂區(qū)別在于，石屑為碎石生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾料，是一種廢棄物，從細(xì)度模數(shù)來看，多數(shù)石屑為3.0～3.6之間，而機(jī)制砂是通過人為加工處理得到的級(jí)配、粒形可控的細(xì)骨料。由于石料廠生產(chǎn)流程和工藝不同，石屑的物理性能指標(biāo)變化范圍較大，細(xì)度模數(shù)的變化范圍為較大，表觀密度為2.60g/cm3～2.80g/cm3，空隙率在42%～47%之間，并且含有大量料徑小于0.16mm的細(xì)粉顆粒。由于石屑是碎石加工過程中的副產(chǎn)品，其自身存不可避免地存在一些缺點(diǎn)：（1）石屑的級(jí)配不穩(wěn)定，細(xì)度模數(shù)波動(dòng)較大；（2）石屑中含有大量的石灰石粉，比表面積較大，在使用過程中造成混凝土用水量增加；（3）石屑在機(jī)械破碎過程中造成其表面存在細(xì)小裂縫，且表面粗糙、多棱角為不規(guī)則體，造成混凝土的流動(dòng)性降低。但石屑中的石粉可以填充骨料間的空隙，降低空隙率且可以增加混凝土漿體體積。但是，石屑中石粉含量通常較高，有些甚至達(dá)到30%，石粉含量越高，混凝土需水量越高，開裂風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)增大，勢(shì)必會(huì)對(duì)混凝土耐久性能產(chǎn)生影響。石屑顆粒存在級(jí)配差，通常“兩頭顆粒含量大，中間顆粒含量少”，表面粗糙、多棱角，針片狀含量偏高，石粉含量高。碎石生產(chǎn)過程中不可避免地帶入泥粉，使用石屑時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制泥粉的含量，必要時(shí)應(yīng)對(duì)石屑進(jìn)行清洗。因此，使用碎石場(chǎng)石屑作為細(xì)骨料配制混凝土?xí)r，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，對(duì)周邊地區(qū)石屑的性能進(jìn)行綜合分析，制定出合理的混凝土配合比。（一）拌合物性能石屑是碎石場(chǎng)的下腳料，由機(jī)械破碎而得，表面較粗糙，且多尖銳的棱角，拌制混凝土?xí)r可聊間摩擦力增加，往往會(huì)降低混凝土拌合物的流動(dòng)性。石屑的細(xì)度模數(shù)偏大，一般細(xì)度模數(shù)大于3.0，且級(jí)配不合理，常常表現(xiàn)為“兩頭顆粒含量大，中間顆粒含量少”，配合比使用不合理時(shí)，易出現(xiàn)骨料堆積的“草帽狀”。石屑的級(jí)配不良，一般0.6mm與1.18mm兩個(gè)篩的含量不足，給混凝土拌合物的流動(dòng)性帶來很大的不足。有些地方復(fù)配面砂（細(xì)度模數(shù)0.4），由于細(xì)度模數(shù)小，細(xì)顆粒過多，依然難以補(bǔ)充0.6mm與1.18mm兩個(gè)篩上缺失的級(jí)配。2.36mm以上顆粒含量大時(shí)，砂過粗，混凝土粘聚性變差，發(fā)散，如果單純提高砂率難以獲得滿意的混凝土拌合物。與碎石母巖相同的石屑雖然含有一定量的石粉，但石粉與泥粉具有本質(zhì)的區(qū)別，其MB值一般小于1.4，且石粉含量變化對(duì)MB值影響不大，石粉含量增加5%左右，MB值增加0.1。隨著石屑中石粉含量的增加，其細(xì)度模數(shù)逐步降低，石屑中石粉含量每增加5%，機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)降低0.1。如果石屑的級(jí)配較好，也含有適量的石粉，這樣就會(huì)使得混凝土的漿體量增加，就會(huì)使混凝土拌和物的和易性得到很大的改善，使其具有保水性好、泌水現(xiàn)象少、粘聚性強(qiáng)等特點(diǎn)。有石屑中石粉含量過高或過低對(duì)混凝土的性能都會(huì)產(chǎn)生不利的影響，一方面如果石粉含量過低，由于石屑的表面特征可能使混凝土拌合物產(chǎn)生離析、泌水以及流動(dòng)性不佳等現(xiàn)象；另一方面如果石粉含量過高，使得石屑的比表面積增大，增加混凝土的單位用水量，流動(dòng)性降低等。當(dāng)石粉含量偏大時(shí)，盡量采用增加外加劑用量的手段來改善混凝土的流動(dòng)性，一般來說，石粉含量變化5%左右，外加劑用量適當(dāng)調(diào)整0.1%～0.2%（外加劑正常用量為2%）。些碎石場(chǎng)為減少石屑中的含泥量，將石屑進(jìn)行沖洗，造成細(xì)顆粒含量偏少，拌制混凝土?xí)r往往造成拌合物的保水性、粘聚性降低，泌水增加。（二）力學(xué)性能使用石屑拌制的混凝土依然符合抗壓強(qiáng)度與水膠比之間的水膠比定律，但其經(jīng)驗(yàn)公式宜根據(jù)試驗(yàn)確定。石屑對(duì)混凝土拌合物強(qiáng)度的影響主要有以下幾點(diǎn)：（1）粒徑小于0.15mm的石粉顆粒，能夠改善混凝土骨料級(jí)配，增加混凝土拌合物的漿體量，改善混凝土拌合物的和易性，提高混凝土拌合物的保水性，減少泌水，減少了自由水在界面上聚集，改善漿體與骨料界面的強(qiáng)度；（2）石屑中的石粉填充了混凝土內(nèi)的毛細(xì)孔，增強(qiáng)了混凝土的密實(shí)性，使得混凝土內(nèi)的大孔得到細(xì)化，即改善了混凝土的孔結(jié)構(gòu)；（3）石屑表面粗糙，帶有尖銳棱角，使得集料與漿體的粘結(jié)力得到增強(qiáng)，也有利于界面的改善。（4）石屑中大量細(xì)小石粉在水泥水化過程中起晶核作用，可加速水泥水化；同時(shí)與水泥中礦物成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)水化碳鋁酸鈣，從而提高了混凝土強(qiáng)度。（三）耐久性能屑對(duì)混凝土耐久性影響的試驗(yàn)研究，目前進(jìn)行得較少，部分試驗(yàn)結(jié)果也不一致。在混凝土的抗?jié)B性方面，由于石屑中含有一定量的石粉微粒，使得石屑混凝土具有很好的保水性，易于振搗成型，粘聚性強(qiáng)，改善和易性，提高了混凝土密實(shí)性，也就提高了混凝土抗水滲透性能。另外，由于石粉具有填充效應(yīng)，使硬化后混凝土結(jié)構(gòu)密實(shí)，提高混凝土抗水滲透性。但是繼續(xù)增加石屑中石粉含量時(shí)，體系中石粉與水泥比例過大，水泥不足以完全填充砂與石粉所形成的空隙，不足以產(chǎn)生足夠的膠凝性，使得混凝土硬化后空隙增加，致使混凝土抗水滲透性降低。其次，由于石粉比表面積非常大，必然導(dǎo)致包裹石粉所需用水量增加，使得可供水泥水化的水份降低，水泥水化不完全，混凝土硬化后產(chǎn)生孔隙較多，從而降低混凝土抗?jié)B性。另外，過量石粉的引入，一部分石粉聚集在骨料表面，降低了骨料的粗糙程度影響了水泥石與骨料之間的膠結(jié)能力損害了界面的性能，因此降低了混凝土的抗?jié)B性。很多學(xué)者認(rèn)為石屑中石粉含量對(duì)混凝土的收縮性能影響較大，因?yàn)槭酆吭礁?，混凝土需水量越大。用水量的增加，需要混凝土加?qiáng)早期養(yǎng)護(hù)，防止收縮開裂的發(fā)生。當(dāng)石屑中石粉（此處指粒徑小于0.16mm的顆粒）含量大于20%時(shí)，混凝土干燥收縮顯著增加，混凝土開裂風(fēng)險(xiǎn)提高。石屑中石粉含量為10%及以下時(shí)，石屑混凝土干燥收縮率與普通混凝土基本沒有差別。在混凝土的抗凍性方面石屑對(duì)混凝土的抗凍性無不良影響。（四）石屑應(yīng)用于混凝土中應(yīng)注意的問題（1）石屑的表面棱角較多，表面粗糙，顆粒級(jí)配差，在使用時(shí)應(yīng)注意級(jí)配的調(diào)整，或?qū)⒑由芭c不同石屑混合使用。石屑混凝土的配合比設(shè)計(jì)基本上可按普通混凝土配合比設(shè)計(jì)原則及方法進(jìn)行，石屑混凝土的合理砂率可通過骨料混合料體系空隙率試驗(yàn)來確定。（2）石屑的石粉含量通常比較大，需水量較大且坍落度經(jīng)時(shí)損失也偏大，易造成混凝土和易性變差，拌合物呆滯，流動(dòng)性差，甚至無法泵送施工，在配合比設(shè)計(jì)中合理應(yīng)用外加劑，以改善石屑混凝土的和易性；（3）石屑細(xì)度模數(shù)偏大，尤其是使用水洗石屑時(shí)，配制的混凝土粘聚性和保水性較差。在強(qiáng)度等級(jí)較低的混凝土中，膠凝材料用量較少，使用