石屑代砂在工程中的应用.doc

石屑代砂在工程中的应用 永夏煤田矿区建设每年需从外地运进大量河砂，不仅增加了工程造价，而且供应也非常紧张，影响正常施工。在矿区附近有储量丰富的石灰岩，为用石屑代替河砂作细骨料试验研究及工程应用提供了有利条件。 第1章 石屑在工程应用中的技术特性 第1节 石屑的物理性能及其要求 1.石屑按其获得的方式可分为2种：一是在加工碎石时筛分出的石屑，这种石屑随碎石粒径的大小不同而不同。石粉（粒径小于0.16mm）含量变化幅度较大，一般在8%~20%之间，所含针片状粒形较多，这种石屑不宜在强度大于C30的混凝土工程及楼地面砂浆中应用；二是由碎石经二级破碎专门加工的石屑，这种石屑粒形多为圆棱体，石粉含量在10%~16%之间，这种石屑成本较高（但远低于河砂价格），可用于重要的结构、强度等级在C30以上的混凝土及楼地面工程。表3-20-I是几个石屑试样的物理指标。 2.一般正常加工得到石屑的细度模数为3.0~3.7，工程中要求石屑的石粉（粒径小于0.16mm）含量在8%~28%，细粉（粒径小于0.08mm）含量小于7%。 3.要求石屑的最大粒径不得超过5mm。 第2节 石屑代配制混凝土的特性 1.石屑代砂混凝土的配合比可按河砂混凝土配合比的设计方法进行设计，但配制同坍落度的混凝土用水量需增加3%~5%。 2.在同配合比、同坍落度的条件下，石屑混凝土比河砂混凝土早期强度发展快，但28d的强度基本一致。 3.石屑代砂不但可以配制C15~C30的普通混凝土，且可配制出C30~C50的高标号混凝土。 4.在相同配合比的条件下，石屑混凝土与河砂混凝土相比，除抗压强度以外的其他指标如下：抗拉强度降低6%~11%，抗折强度降低5%~9%，钢筋粘结力降低2%~4%，冻融试验100次的强度损失率达2%~3.5%，收缩变形降低30%~50%，抗渗能力提高1倍以上，静弹模量提高18%~23%。 5.石屑混凝土与河砂混凝土对各种外加剂具有相同的适应性。在石屑混凝土中掺入适量的减水剂，和易性显著改善，减水率为10%~18%，各项性能指标均有较大幅度的提高，并优于不掺减水剂的河砂混凝土。以掺入1%JK—2高效减水剂为例，混凝土标号提高20%左右，抗拉强度提高50%~70%，钢筋粘结力提高30%~50%，冻融试验100次的强度损失率降低到2.5%以下，抗渗性及静弹模量均有进一步提高，但般缩变形略有增大。 第3节 石屑代砂配制水泥砂浆的特性 1.当石屑水泥砂浆与河砂水泥砂浆的稠度基本相同时，前者较后者用水量减少10%~20%，和易性好，易于操作。这是由于石屑比河砂表面积小，水泥砂浆包裹石屑表面的厚度增大和胶结性能提高，这对配制低标号水泥砂浆更为有利。 2.石屑配制的水泥砂浆比河砂配制的水泥砂浆早期强度和后期强度均有较大幅度提高，3d强度提高50%~120%，28d强度提高40%~110%。这是因为石屑表面粗糙多孔，改善了与水泥石界面的粘结；石屑中细粉具有一定活性，能加速水泥中C3S的水化，并与C3A、C3AF反应生成一些结晶水化物的缘故。 3.用石屑砂浆制作的4cm4cm16cm、两端预埋瓷头试件，在标准条件下养护28d测其变形，发现无收缩并有微膨胀，这种特性对用作防水混凝土或防水砂浆十分有利，在工程应用中也证实了这一点。 4.石屑石粉含量在8%~25%时，石屑水泥砂浆的强度随石粉含量的增加而呈增大趋势；当石屑石粉含量达28%时，石屑水泥砂浆的强度不再增加；当石屑石粉含量为30%时，石屑水泥砂浆的强度开始下降。 第2章 工程应用实例 第1节 在预应力空心板中的应用 某家属楼为5层，建筑面积3000m2，标准层采用Ⅲ级荷载板，顶层采用Ⅱ级荷载板。石屑为碎石经二级破碎专门加工而成，细度模数为3.2，石粉含量l3.4%，细粉含量2.3%，每立方米混凝土中用525号徐州产淮海牌普通硅酸盐水泥378kg，配合比为C∶S∶G=1∶l.67∶3.l0，28d混凝土试块强度达到35MPa，从不同规格、不同荷载等级预应力空心板中，抽出4块板作结构性能试验，其结构性能的各项指标全部符合要求，该工程竣工使用后，没有发现因楼板挠度过大而产生裂缝的现象。 第2节 在结构工程中的应用电 矿区保险公司综合大楼为7层框架结构，建筑面积4000m2，混凝土设计标号为C25，采用石屑代砂配制混凝土，留置的混凝土试块全部合格，主体结构优良，现已竣工使用。 矿区居住区200m3钢筋混凝土倒锥壳水塔，筒身和水柜全部采用石屑代砂配制C25混凝土，现已投入使用2年，测试当时留置的三组石屑混凝土试块，R720比R28增长了18%。 第3节 在屋面防水工程中的应用 在永夏矿区质量监督站试验室屋面防水工程中使用石屑砂浆作防水层，防水层是在炉渣保温层找平后铺上的，防水层厚度3