破碎卵石在预拌混凝土中的应用研究

肖晓磊

摘要：本文研究了破碎卵石在预拌混凝土中的应用及其对混凝土流动性、和易性和力学性能的影响。研究结果表明：破碎卵石在预拌混凝土中占粗骨料55%时，流动性较好，坍落度200mm，扩展度600mm，经1小时坍落度损失20mm，无泌水现象，混凝土成型拆模后无蜂窝麻面现象，表面平整，光洁度密实良好。为破碎卵石混凝土配合比设计提供了新的思路和理论依据。

关键词：破碎卵石 工作性 配比设计 矿物掺合料双掺

石家庄地区建筑行业也已进入飞速发展时期，作为建筑工程主要材料的混凝土也随之广泛应用于工程中。本公司2013年初开始研制河道中大量卵石堆积物采用破碎筛选后用于商品混凝土中来代替人工碎石。这项研究不仅降低了混凝土的成本，而且清理了河道中大量的堆积物，让河道变得畅通无阻，减少了大量人力和物力防洪投资，为防洪工作作出了一定贡献，也为保护环境贡献了一份微薄之力。破碎卵石集有卵石和人工碎石双重优点，既提高了混凝土的各项物理指标，改善了泵混凝土易收缩而出现裂纹的特性，提高了混凝土自身的抗裂性能，同时又取得了良好的技术、经济及社会效益。可称作为“绿色环保建材”。

1 原材料与实验方案

1.1 试验用原材

①水泥：P·O42.5级，曲寨建材厂。

②矿渣粉：S95级矿渣粉，浙峰建材厂。

③粉煤灰：Ⅱ级粉煤灰，上安电厂。

④细骨料：河砂，颗粒级配为2区，细度模数为2.4。

⑤粗骨料：5-25.0mm碎石和5-25.0mm破碎卵石。

⑥外加剂：GK-5B高效泵送剂，石家庄育才建材厂。

1.2 试配方案

本次试验配比选用2013年生产泵送混凝土配比作为基准配比，根据基准配比进行不同掺量的破碎卵石取代试验，最终确定破碎卵石生产配比。

2 试验结果与分析

根据配比，分别进行具体试验，每个配合比在拌制时观察其拌合物物理性，利用各种检测仪器进行检测并做记录。每种配合比分别留置试块四组，分别检测其3d、7d、28d、90d的力学性能指标。

2.1 破碎卵石混凝土的工作性能

C15-C35混凝土占粗骨料比例15%、25%、35%、60%：

流动性能差，坍落度140-160mm，扩展度350-

400mm，经1小时坍落度损失20mm。有泌水现象，混凝土成型拆模后有麻面现象，表面平整，光洁度密实差。

C15-C35混凝土占粗骨料比例45%、55%：

流动性较好，坍落度180-210mm，扩展度550-

600mm，经1小时坍落度损失10mm，无泌水现象，混凝土成型拆模后无蜂窝麻面现象，表面平整，光洁度密实良好。

C15-C35物理性能和力学性能指标如下表所示：

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C15-C35物理性能和力学性能指标折线图如下图所示：

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注：系列1为掺量15%的配比；系列2为掺量25%的配比；系列3为掺量35%的配比；系列4为掺量45%的配比；系列5为掺量55%的配比；系列6为掺量65%的配比。

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注：系列1为掺量15%的配比；系列2为掺量25%的配比；系列3为掺量35%的配比；系列4为掺量45%的配比；系列5为掺量55%的配比；系列6为掺量65%的配比。

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注：系列1为掺量15%的配比；系列2为掺量25%的配比；系列3为掺量35%的配比；系列4为掺量45%的配比；系列5为掺量55%的配比；系列6为掺量65%的配比。

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注：系列1为掺量15%的配比；系列2为掺量25%的配比；系列3为掺量35%的配比；系列4为掺量45%的配比；系列5为掺量55%的配比；系列6为掺量65%的配比。

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注：系列1为掺量15%的配比；系列2为掺量25%的配比；系列3为掺量35%的配比；系列4为掺量45%的配比；系列5为掺量55%的配比；系列6为掺量65%的配比。

依据《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011标准要求，混凝土的配制强度（fcu，0）应是混凝土设计强度（fcu，k）的1.15倍，由上可知，所有比例掺量配合比的28d强度均已满足要求。但由于掺量15%、25%、35%、65%的混凝土性能均未达到理想效果，出现了不同的问题，综合所述掺量45%、55%的混凝土各种物理性能和力学性能指标均已满足施工要求，故我们推荐掺量45%、55%的试验配合作为施工配合比。

C15施工配合比

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C20施工配合比

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C25施工配合比

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C30施工配合比

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C35施工配合比

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2.2 试验结果分析

2.2.1 破碎卵石对混凝土物理性能影响

在泵送混凝土拌合物中，往往由于骨料不符合连续级配，或者水胶比选用不准确等问题，使骨料和砂浆分布不均匀或者离析，出现可泵性差或难以泵送等现象。

由于破碎卵石具有卵石的形貌特性，表面棱角相对于碎石少的很多，颗粒级配好，因此在试验室我们适当的提高了粗骨料的掺量，降低了砂率。这样降低了成本，同时又减少了预拌混凝土在浇筑后产生裂缝的现象。根据试验配比，破碎卵石混凝土和易性明显优于人工碎石混凝土。混凝土在搅拌和泵送时对搅拌机、泵、泵管的摩擦阻力减小，不易堵管，易于泵送。减少了设备磨损，提高设备使用寿命。

2.2.2 破碎卵石混凝土在施工中减少施工裂缝的原因分析

泵送混凝土坍落度大是造成混凝土裂缝较多的一个重要原因之一，由于浇注成型后，拌合物中的粗骨料在自重的作用下缓缓下沉（特别是在施工中采用震动振捣时），水和浆体上升，当粗骨料在下沉过程中受到钢筋等的阻挡使钢筋上部的混凝土产生拉应力，由于这种沉降时产生的拉应力大于混凝土初始抗拉应力时，混凝土就产生了裂缝。然而掺加了破碎卵石的混凝土可以明显改善这种状况，有效的减少了由于混凝土本身收缩所造成自收缩裂缝。

混凝土施工过程中，混凝土和易性良好，无离析、泌水现象，泵送顺利，拆模后混凝土表面无出现蜂窝麻面等质量缺陷，结构几何尺寸正确。现场混凝土留置同条件和标养试块，各龄期混凝土的力学指标均满足设计要求，混凝土质量达到了验收规范的要求。该工程经监理单位和质量监督部门的验收，达到了优良标准，获得了验收部门的好评。

3 结论

①当破碎卵石占总粗骨料45%-55% 之间时混凝土的工作性和力学性能是最好的。

②当破碎卵石占粗骨料的小于45%或大于55%时，混凝土在一定程度出现了泌水和褒浆不好的现象。

③破碎卵石混凝土的应用改善混凝土的泵送效果，减少了混凝土的自身收缩裂缝，提高了混凝土的抗裂性能。

参考文献：

[1]康育文，叶丽红，陈建平.破碎卵石作为粗骨料在混凝土中的应用[J].商品混凝土，2009（02）.

[2]钮明琴，张金明，鲁万军.浅谈破碎卵石人工砂在商品混凝土中的应用[J].福建建筑，200（12）.

[3]刘娟红，靳冬民，朱继常.骨料品质对混凝土的影响研究[J].混凝土世界，2012（09）.