使用碎石场下脚料-石屑拌制混凝土应注意

1、使用碎石场下脚料石屑拌制混凝土注意事项在环保的高压政策下， 许多地方相继出台限采或禁采措施，使得混凝土用砂的供需矛盾日益突出，天然砂质量不断降低， 价格却持续走高，甚至有些地方出现无砂可用的现象。有部分砂料供应商用碎石 场下脚料 石屑作为机制砂出售给搅拌站使用，石屑从粒形和级配上都区别与机制砂。 JTGE42-2005公路工程骨料试验规程 中规定： 石屑是指采石场加工碎石时通过最小筛孔（通常为4.75mm）的筛下部分。 而机制砂是指由碎石及砾石经制砂 机反复加 工至粒径4.75mm的细骨料。可以看出，石屑与机制砂区别在于，石屑为碎石生产过程中产生的尾料，是一种废弃物，从细度模数来看，多数石屑为

2、 3.0 3.6 之间，而机制砂是通过人为加工处理得到的级配、粒形可控的细骨料。 由于石料厂生产流程和工艺不同，石屑的物理性能指标变化范围较大，细度模数的变化范围为较大，表观密度为2.60g/cm32.80g/cm3，空隙率在42% 47%之间，并且含有大量料径小于 0.16mm 的细粉颗粒。石屑颗粒存在级配差， 通常“两头颗粒含量大， 中间颗粒含量少 ”，表面粗糙、多棱角，针片状含量偏高，石粉含量高。碎石生产过程中不可避免地带入泥粉，使用石屑时，应严格控制泥粉的含量，必要时 应对石屑进行清洗。 因此，使用碎石场石屑作为细骨料配制混凝土时， 应根据当地实际情况， 对周边地区石屑的性能进行综合分

3、析，制定出合理的混凝土配合比。（一）石屑对混凝土性能的影响）拌合物性能石屑是碎石场的下脚料，由机械破碎而得，表面较粗糙，且多尖 锐的棱角， 拌制混凝土时颗粒间摩擦力增加，往往会降低混凝土拌合物的流动性。石屑的细度模数偏大，一般细度模数大于3.0，且级配不合理，常常表现为 “两头颗粒含量大，中间颗粒含量少”，配合比使用不合理时，易出现骨料堆积的 “草帽状 ”。当石屑中粒径小于0.15mm 的石粉颗粒偏多时，由于石粉非常细，所以其吸水能力很强，会严重 影响混凝土的流动性， 易导致混凝土用水量增大， 使混凝土的流动性降低。为获得满意的工作性需通过增加减水剂掺量，减水剂用量随石粉含量的增加而增大。另一

4、方面，石屑中的石粉，配制中低强度等级 混凝土时可以补充混凝土的细颗粒含量，提高混凝土拌合物浆体量增加，改善拌合物的保水性和黏聚性。有些碎石场为减少石屑中的含泥量，将石屑进行冲洗， 造成细颗粒含量偏少，拌制混凝土时往往造成拌合物的保水性、粘聚性降低， 泌水增加。）力学性能使用石屑拌制的混凝土依然符合抗压强度与水胶比之间的水胶比定律，但其经验公式宜根据试验确定。石屑对混凝土拌合物强度的影响主要有以下几点：（ 1）粒径小于 0.15mm 的石粉颗粒，能够改善混凝土骨料级配， 增加混凝土拌合物的浆体量，改善混凝土拌合物的和易性， 提高混凝土拌合物的保水性，减少泌水，减少了自由水在界面上聚集，改善浆体与

5、骨料界面的强度；（ 2）石屑中的石粉填充了混凝土内的毛细孔，增强了混凝土的密实性，使得混凝土内的大孔得到细化，即改善了混凝土的孔结构；（ 3）石屑表面粗糙，带有尖锐棱角，使得骨料与浆体的粘结力得到增强，也有利于界面的改善。（ 3）耐久性能石屑对混凝土耐久性影响的试验研究，目前进行得较少， 部分试验结果也不一致。在混凝土的抗渗性方面， 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，易于振捣成型，粘聚性强，改善和易性，提高了混凝土密实性， 也就提高了混凝土抗水渗透性能。另外， 由于石粉具有填充效应， 使硬化后混凝土结构密实， 提高混凝土抗水渗透性。但是继续增加石屑中石粉含量时，体

6、系中石粉与水泥比例过 大，水泥不足以完全填充砂与石粉所形成的空隙，不足以产生足够的胶凝性，使得混凝土硬化后空隙增加，致使混凝土抗水渗透性降低。其次，由于石粉比表面积非常大， 必然导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， 混凝土硬化后产生孔隙较多，从而降低混凝土抗渗性。另外，过量石粉的引入，一部分 石粉聚集在骨料表面， 降低了骨料的粗糙程度影响了水泥石与骨料之间的胶结能力损害了界面的性能，因此降低了混凝土的抗渗性。在混凝土的收缩性能方面，不同学者有不同的结果。洪锦祥等人的研究表明，当石屑中的石粉含量较高时，用其代砂配制的混凝土收缩变形比普通混凝土略大，但收缩率均

7、在正常范围内； 而陈家珑的研究则表明，石屑对混凝土的干缩值无不良影响。在混凝土的抗冻性方面， 陈家珑的研究表明， 石屑对混凝土的抗冻性无不良影响。（二）石屑应用于混凝土中应注意的问题（ 1）石屑的表面棱角较多，表面粗糙，颗粒级配差，在使用时应注意级配的调整， 或将河砂与不同石屑混合使用。石屑混凝土的配合比设计基本上可按普通混凝土配合比设计原则及方法进行，石屑混凝土的合理砂率可通过骨料混合料体系空隙率试验来确定。（ 2）石屑的石粉含量通常比较大，需水量较大且坍落度经时损失也偏大，易造成混凝土和易性变差，拌合物呆滞，流动性差，甚至 无法泵送施工， 在配合比设计中合理应用外加剂，以改善石屑混凝土的和

8、易性；（ 3）石屑细度模数偏大，尤其是使用水洗石屑时，配制的混凝土粘聚性和保水性较差。 在强度等级较低的混凝土中， 胶凝材料用量较少，使用时适当提高砂率，适当降低坍落度，适当延长搅拌时间， 缩短振捣时间，以克服泌水现象。（ 4）石屑混凝土的石粉含量、砂率对石屑混凝土的干缩性能影响比较大，尤其早期干缩值大，宜适当控制石粉含量，并加强早期湿水养护；（ 5）石屑中含有石英，所以应用之前，需对其进行碱 -骨料反应测试，以防止混凝土产生碱骨料破坏。在环保的高压政策下，许多地 方相继出台限采或禁采措施，使得混凝土用砂的供需矛盾日益突出， 天然砂质量不断降低， 价格却持续走高， 甚至有些地方出现无砂可用的现

9、象。有部分砂料供应商用碎石场下脚料 石屑作为机制砂出售给搅拌站使用，石屑从粒形和级配上都区别与机制砂。JTGE42-2005公路工程骨料试验规程 中规定： 石屑是指采石场加工碎石时通过最小筛孔（通常为4.75mm）的筛下部分。而机制砂是指由碎石及砾 石经制砂机反复加工至粒径4.75mm的细骨料。可以看出，石屑与机制砂区别在于， 石屑为碎石生产过程中产生的尾料，是一种废弃物，从细度模数来看，多数石屑为3.0 3.6 之间，而机制砂是通过人为加工处理得到的级配、 粒形可控的细骨料。 由于石料厂生产流程和工艺不同， 石屑的物理性能指标变化范围较大，细度模数的变化范围为较大，表观密度为2.60g/cm

10、32.80g/cm3，空隙率在 42%47%之间，并且含有大量料径小于0.16mm 的细粉颗粒。石屑颗粒存在级配差， 通常“两头颗粒含量大， 中间颗粒含量少 ”，表面粗糙、多棱角，针片状含量偏高，石粉含量高。碎石生产过程中不可避免地带入泥粉，使用石屑时，应严格控制泥粉的含量，必要时 应对石屑进行清洗。 因此，使用碎石场石屑作为细骨料配制混凝土时， 应根据当地实际情况， 对周边地区石屑的性能进行综合分析，制定出合理的混凝土配合比。（一）石屑对混凝土性能的影响）拌合物性能石屑是碎石场的下脚料，由机械破碎而得，表面较粗糙，且多尖 锐的棱角， 拌制混凝土时颗粒间摩擦力增加，往往会降低混凝土拌合物的流动

11、性。石屑的细度模数偏大，一般细度模数大于3.0，且级配不合理，常常表现为 “两头颗粒含量大，中间颗粒含量少”，配合比使用不合理时，易出现骨料堆积的 “草帽状 ”。当石屑中粒径小于0.15mm 的石粉颗粒偏多时，由于石粉非常细，所以其吸水能力很强，会严重 影响混凝土的流动性， 易导致混凝土用水量增大， 使混凝土的流动性降低。为获得满意的工作性需通过增加减水剂掺量，减水剂用量随石粉含量的增加而增大。另一方面，石屑中的石粉，配制中低强度等级 混凝土时可以补充混凝土的细颗粒含量，提高混凝土拌合物浆体量增加，改善拌合物的保水性和黏聚性。有些碎石场为减少石屑中的含泥量，将石屑进行冲洗， 造成细颗粒含量偏少

12、，拌制混凝土时往往造成拌合物的保水性、粘聚性降低， 泌水增加。）力学性能使用石屑拌制的混凝土依然符合抗压强度与水胶比之间的水胶比定律，但其经验公式宜根据试验确定。石屑对混凝土拌合物强度的影响主要有以下几点：（ 1）粒径小于 0.15mm 的石粉颗粒，能够改善混凝土骨料级配， 增加混凝土拌合物的浆体量，改善混凝土拌合物的和易性， 提高混凝土拌合物的保水性，减少泌水，减少了自由水在界面上聚集，改善浆 体与骨料界面的强度；（ 2）石屑中的石粉填充了混凝土内的毛细孔，增强了混凝土的密实性，使得混凝土内的大孔得到细化，即改善了混凝土的孔结构；（ 3）石屑表面粗糙，带有尖锐棱角，使得骨料与浆体的粘结力得到

13、增强，也有利于界面的改善。（ 3）耐久性能石屑对混凝土耐久性影响的试验研究，目前进行得较少， 部分试验结果也不一致。在混凝土的抗渗性方面， 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，易于振捣成型，粘聚性强，改善和易性，提高了混凝土密实性， 也就提高了混凝土抗水渗透性能。另外， 由于石粉具有填充效应， 使硬化后混凝土结构密实， 提高混凝土抗水渗透性。但是继续增加石屑中石粉含量时，体系中石粉与水泥比例过 大，水泥不足以完全填充砂与石粉所形成的空隙，不足以产生足够的胶凝性，使得混凝土硬化后空隙增加，致使混凝土抗水渗透性降低。其次，由于石粉比表面积非常大， 必然导致包裹石粉所需用

14、水量增加，使得可供水泥水化的水份降低，水泥水化不完全， 混凝土硬化后产生孔隙较多，从而降低混凝土抗渗性。另外，过量石粉的引入，一部分 石粉聚集在骨料表面， 降低了骨料的粗糙程度影响了水泥石与骨料之间的胶结能力损害了界面的性能，因此降低了混凝土的抗渗性。在混凝土的收缩性能方面，不同学者有不同的结果。洪锦祥等人的研究表明，当石屑中的石粉含量较高时，用其代砂配制的混凝土收缩变形比普通混凝土略大，但收缩率均在正常范围内； 而陈家珑的研究则表明，石屑对混凝土的干缩值无不良影响。在混凝土的抗冻性方面， 陈家珑的研究表明， 石屑对混凝土的抗冻性无不良影响。（二）石屑应用于混凝土中应注意的问题（ 1）石屑的表面棱角较多，表面粗糙，颗粒级配差，在使用时应注意级配的调整， 或将河砂与不同石屑混合使用。石屑混凝土的配合比设计基本上可按普通混凝土配合比设计原则及方法进行，石屑混凝土的合理砂率可通过骨料混合料体系空隙率试验来确定。（ 2）石屑的石粉含量通常比较大，需水量较大且坍落度经时损失也偏大，易造成混凝土和易性变差，拌合物呆滞，流动性差，甚至 无法泵送施工， 在配合比设计中合理应用外加剂，