试论不同生产工艺下石子级配和粒型不同对混凝土性能的影响
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摘 要 石子是混凝土的主要组成部分之一，其性能对混凝土有着重要影响。分析采用不同工艺生产的石子在级配和粒型上的差异，及差异性的影响。本文主要针对不同生产设备对应三种生产工艺流程生产的石子进行级配和粒型试验分析，石子单粒径、双粒径和三粒径配制的性能进行试验分析。最后得出结论，为进一步提高混凝土性能提供参考依据。
关键词 石子；级配；粒型
粒径在5mm以上的岩石颗粒称为石子，即粗骨料。石子的用量约占混凝土总重量的45%，是混凝土的主要组成成分[1]。石子的颗粒级配和粒型对混凝土的工作性能和力学性能有一定的影响。本文就不同生产工艺流程生产的石子及级配不同对石子物理性质的影响分析如下。
1 石子检验分析
母岩为闽南地区花岗岩，通过三种生产工艺流程生产出5-31.5mm连续粒级规格成品石子。生产工艺流程[2]：a.私人石子场生产工艺流程：第一道破碎采用颚式破碎机→第二道破碎采用颚式破碎机→筛分出成品石子；b.中泰石子场生产工艺流程Ⅰ：第一道破碎采用颚式破碎机→第二道破碎采用圆锥破碎机→第三道破碎采用反击式破碎机→筛分出成品石子；c.中泰石子场生产工艺流程Ⅱ：第一道破碎采用颚式破碎机→第二道破碎采用圆锥破碎机→筛分出成品石子。石子取样后进行筛分析试验测定石子的颗粒级配和进行针、片状含量试验测定三种石子的粒型，其试验结果如表1。
从表1的试验数据可以看出：a、颚破生产的石子针片状含量>圆锥破生产的石子针片状含量>反击破生产的石子针片状含量，反映出反击破生产的石子更方圆、针片状石子更少、粒型更好，圆锥破生产的石子次之，颚破生产的石子最差。石子压碎值与石子针片状含量成正相关关系，也反映出石子粒型好坏对石子压碎值有一定影响。b、三种生产工艺流程生产的石子都是5～31.5mm连续级配，颚破生产的石子颗粒主要分布在（10～16）mm范围，圆锥破和反击破生产的石子颗粒主要分布在（10～25）mm范圍。颚破生产的石子比圆锥破和反击破生产的石子空隙率明显增大，圆锥破和反击破生产的石子颗粒空隙率无明显差异。级配差的石子空隙率将增大，在浆体量一定的情况下，填隙的砂浆多而包裹石子的砂浆变少，使混凝土的包裹性、和易性变差。因此，从颗粒级配指标对比，颚破生产的石子比圆锥破和反击破生产的石子差。
2 不同级配石子堆积密度和紧密密度性能分析[3-4]
（1）石子采用中泰石子场生产工艺流程Ⅱ生产的成品石子，单粒径规格为5-31.5mm连续粒级，其堆积密度为1450（g/cm3），
紧密密度为1560（g/cm3）；双粒径石子采用单粒径石子通过人工筛分，筛出粒级Ⅰ5-16mm和粒级Ⅱ16-31.5mm。三粒径石子也采用单粒径石子通过人工筛分，筛出粒级Ⅰ5-10mm、粒级Ⅱ10-20mm和粒级Ⅲ20-31.5mm。
（2）双粒径石子粒级Ⅰ5-16mm和粒级Ⅱ16-31.5mm的配制比例，按照JGJ 52-2006规范内容进行堆积密度和紧密密度试验，根据表2-1试验数据，确定粒级Ⅰ5-16mm、粒级Ⅱ16-31.5mm配制比例为60：40时，可得到密度最大值。
（3）三粒径石子：粒级Ⅰ5-10mm、粒级Ⅱ10-20mm和粒级Ⅲ20-31.5mm的配制比例，也按照JGJ 52-2006规范内容进行堆积密度和紧密密度试验，根据表2-2试验数据，确定粒级Ⅰ5-10mm、粒级Ⅱ10-20mm和粒级Ⅲ20-31.5mm配制比例为28：34：38时，可得到密度最大值。
3 结束语
三种生产工艺流程对比，采用颚破生产的石子，因工艺关系，石子针片状颗粒含量高、颗粒级配差，比圆锥破和反击破生产的石子空隙率明显增大，堆积密度与紧密密度均小。在浆体量一定的情况下，填隙的砂浆多而包裹石子的砂浆变少，使混凝土的包裹性、和易性变差。因此，从所试指标对比，颚破生产的石子明显差于比圆锥破和反击破生产的石子。
通过双粒径石子与三粒径石子不同占比的配制比例调整，双粒径石子：粒级Ⅰ5-16mm、粒级Ⅱ16-31.5mm配制比例为60：40时，可得到密度最大值。三粒径石子：粒级Ⅰ5-10mm、粒级Ⅱ10-20mm和粒级Ⅲ20-31.5mm配制比例为28：34：38时，可得到密度最大值。与单粒径石子相比，其堆积密度与紧密密度均有明显提高。因此采用不同粒径复合级配石子是提升混凝土配合比设计水平的一个方向，是预拌混凝土企业提升品质质降低成本的有效手段。
参考文献
[1] 王雨利，管学茂，潘启东.粗骨料颗粒级配对混凝土强度的影响[J].焦作工学院学报（自然科学版），2004，（03）：213-215.
[2] 穆红旗.改善粗骨料级配的两种方法[J].安徽建筑，2000，（01）：92-94.
[3] 刘国华，陈斌，曹学有.粗骨料对混凝土性能的影响与定量评价[J].浙江水利科技，2003，（06）：1-3，22.
[4] 胡建伟，刘子科，谢永江，等.石灰石粉级配对水泥浆性能的影响研究[J].混凝土与水泥制品，2018，（11）：23-26.
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