摘要：通过对比试验对石屑混凝土外加剂复掺的掺量进行了优选。在此基础上，对石屑混凝土力学性能以及长期性能进行了试验研究，结果表明外加剂的加入可以在基本不改变混凝土的力学性能的前提下，明显提高其耐久性，但需加强早期养护。
关键词：石屑 混凝土 外加剂 力学性能 耐久性
0、前言
随着科学技术的不断进步，混凝土技术已日渐成熟，混凝土已经成为现代土木工程中用量最大、用途最广的一种建筑材料，发挥着其它材料无法替代的功能与作用。作为细骨料的天然砂是混凝土中不可缺少的一部分。当前我国正处于工程建设的高峰期，而我国天然砂资源的分布很不均匀，一些地方的天然砂资源难以满足工程建设的需要，资源短缺的矛盾已经显现。在这样的工程背景下，人们开始寻找适宜的代砂材料——石屑。开采石料用做混凝土粗集料的同时，常伴随着石屑的产生。据统计，每生产100m3碎石，就会产生20～30 m3石屑。大量石屑不仅占用土地，还会带来严重的环境污染。若能将石屑代砂使用，既可解决污染问题，又可避免过度开采河砂对环境的破坏，经济效益也相当可观。国内外有关部门和人员对石屑的应用和研究也有几十年的历史。特别是国家标准《建筑用砂》（gb/t14684-2001）经国家质量监督检验检疫总局批准，于2002年2月1日正式实施，新标准中加入了人工砂这一概念，新标准的实施有力的推动了人工砂在建筑工程中的大规模应用。
混凝土外加剂件是近半个世纪以来发展较快的一项新技术。大量工程实践表明应用外加剂可以改善混凝土的性能节省水泥和能源，提高施工质量改善工艺和劳动条件，具有显著的经济效益和社会效益。外加剂已经成为混凝土除水泥、砂、石、和水之外不可缺少的第五组分〔4〕高性能混凝土特别是商品混凝土的发展使得人们对混凝土外加剂的研究达到一个全新是水平。但石屑混凝土的应用技术推广得比较晚，外加剂对石屑混凝土性能的影响效果还不是很明朗，因此，开展石屑混凝土外加剂的试验研究已经迫在眉睫。
1、优选试验
1.1原材料
水泥：鞍山冀东水泥有限公司生产的32.5和42.5及普通硅酸盐水泥。其细度、凝结时间、安定性以及强度均符合要求。
石屑：鞍山地区所产的的石屑。细度模数2.8，级配符合ⅱ区要求。
碎石：粒径5～20mm。
外加剂：lj166引气剂a，高效减水剂b，减水剂c，减水剂d。
1.2优选试验
耐久性问题是建筑领域的一个永恒不变的课题，在混凝土中加入适量的引气剂可以大量引入一些分布均匀、稳定而封闭的气泡，改变混凝土的孔结构，从而提高混凝土的耐久性。此外石屑混凝土的粘聚性、保水性和泌水性都比普通混凝土好，但流动性比普通混凝土差。在塌落度要求相同的情况下，向混凝土中加入高效减水剂可以大幅度降低单位用水量，从而提高混凝土的强度，同时可以补偿由于加入引气剂所引起的强度的下降，同时提高石屑混凝土的流动性。本次优选检验根据《混凝土外加剂》（gb8076—1997）进行。通过两种外加剂不同水平的复掺，考虑复掺后混凝土的基本物理力学性能以及经济等因素，选择合适的外加剂掺量进行后期试验。经实验得出：（1）和普通混凝土相比，在获得相同的流动性的条件下，石屑混凝土的单位用水量比普通混凝土的单位用水量高18%左右。（2）在引气剂掺入水平相同的前提下，随着减水剂掺量的增加，减水效果明显，混凝土强度也随之提高。（3）在减水剂掺入水平相同的前提下，随着引气剂掺量的增加，混凝土中的气泡增加，减小了混凝土的有效承压面积，从而使得强度有所降低。（4）从28天抗压强度结果来看，编号为x-07组较x-00组，减水率可以达到15.8%，抗压强度提高幅度可以达到28.5%。综合考虑强度以及经济等方面因素，选择x-07组外加剂掺量进行下一步试验研究。
试验结果得出：（1）掺外加剂的石屑混凝土的抗冻标号明显高于普通石屑混凝土。（2）无论从外观还是相对动弹模量来看，掺引气剂的石屑混凝土的抗冻性都要优于普通石屑混凝土。这出要是因为引气剂的加入在混凝土内部形成了许多封闭的气泡，这些气泡在冻融作用下与混凝土内部的裂缝连通后，缓解了冻胀压力。引气剂引入的气泡在冻融过程中还起到了两方面的作用：储水作用和消减裂缝尖端应力集中的作用。这两方面是提高混凝土抗冻性的主要原因。（3）就外观破环来看，掺引气剂混凝
是由表及里式的缓慢剥落，而未掺引气剂的混凝土则表现为突然的大面积剥落。
2.2.4抗渗试验
抗渗试验结果：在水压加到1.2mpa后，仍未出现透水现象。石屑混凝土的抗渗等级较高，原因主要有两点：（1）石屑所含石粉（粒径小于0.08mm）较多，占石屑总量的20%，石粉的填充郊应使得水泥石变得密实，减小了孔隙率，降低了孔的流畅程度。（2）石屑中有较多的石粉含量，使得石屑的吸水性增大，这样石屑混凝土中实际参与水化反应的水量要比普通混凝土低，相对降低了水灰比，提高了混凝土的强度等级。有表5可以看出，外加剂的掺入可以在一定程度上提高石屑混凝土的抗渗性。
3、结论
（1）在同水灰比条件下，外加剂的加入可以节约水泥，并在一定程度上提高石屑混凝土的强度。
（2）外加剂特别是引气剂的加入，可以显著提高石屑混凝土的抗冻等级。
（3）由于存在较多含量的石粉，石屑混凝土的抗渗性能本身就优于普通混凝土，外加剂的加入可以进一步提高石屑混凝土的抗渗等级。
（4）外加剂对石屑混凝土的抗碳化性能影响并不明显。
（5）石屑混凝土的收缩规律与普通混凝土基本相同，但掺外加剂的石屑混凝土的早期收缩速度较快，特别是对于低水灰比的高强混凝土来说，要注意加强早期的养护。
