石屑和天然砂于混凝土的抗火性研究

朱 兵

(江蘇如東縣建筑質(zhì)量檢測中心，江蘇如東 226400)

1 石屑和天然砂于混凝土的應(yīng)用

天然砂是由天然條件產(chǎn)生的，其產(chǎn)生的途徑多為巖石的風(fēng)力作用。其粒徑在5 mm以下。石屑的探索與應(yīng)用自20世紀(jì)末開始，由于經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展使天然砂在自然界中的快速損耗，迫使社會(huì)思考其他材料的轉(zhuǎn)換，后來集中關(guān)注在了石屑的使用。各種對石屑應(yīng)用于混凝土的性能研究迅速展開，形成各種理論，然后逐漸應(yīng)用起來，積累成實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。目前，石屑混凝土的應(yīng)用已占據(jù)很大的建筑市場份額。

2 石屑和天然砂的物質(zhì)特性比較

石屑和天然砂兩種物質(zhì)的相同點(diǎn)是它們的粒徑均小于5 mm，異同點(diǎn)如下:

1)形成原因上，石屑的形成是由器械破碎，然后根據(jù)粒徑篩分而成;但是天然砂則是在自然條件下經(jīng)過風(fēng)化、水體作用下摩擦、重力選擇和自然分選而成。

2)從物理形態(tài)上，石屑形態(tài)較粗，多數(shù)形態(tài)不規(guī)則，密度較大，石粉含量較少;天然砂形態(tài)較細(xì)，相對外形要規(guī)則很多，含泥量比石屑多，天然砂由水力作用或風(fēng)力作用而變得光滑。

3)從質(zhì)地上，石屑的質(zhì)地不如天然砂，所用應(yīng)用性能上有所區(qū)別，在對質(zhì)地有高要求的混凝土中，天然砂要優(yōu)于石屑。在對質(zhì)地一般要求的混凝土中，則石屑和天然砂均可以使用。參照GB/T 14684-2001建筑用砂標(biāo)準(zhǔn)，對目前建筑領(lǐng)域中使用的普通性石屑和天然砂進(jìn)行了細(xì)度模數(shù)、石粉和泥塊含量、堅(jiān)固性表觀密度、堆積密度、空隙率等項(xiàng)的基本性能對比，見表1。

表1 石屑和天然砂的基本性能

3 石屑和天然砂于混凝土在火災(zāi)中的表現(xiàn)對比

火災(zāi)中混凝土結(jié)構(gòu)所存在的耐久性已早有研究，下面將對石屑和天然砂應(yīng)用于混凝土后，在火災(zāi)中的結(jié)構(gòu)耐久性做下簡單對比分析:

1)石屑和天然砂中氯離子對混凝土的作用。火災(zāi)中氯離子對于混凝土的作用主要有兩點(diǎn):

a．火災(zāi)的高溫影響混凝土材料自身的抵抗毒害物質(zhì)侵蝕的能力;

b．火災(zāi)中所含有的毒害物質(zhì)侵蝕混凝土結(jié)構(gòu)。

從高溫影響混凝土材料來看，隨著燃燒溫度的逐漸變高，混凝土材料內(nèi)部的自由水和吸附水大量蒸發(fā)，材料內(nèi)部的空隙率增大，材料裂縫逐漸開始出現(xiàn)，混凝土強(qiáng)度迅速下降。天然砂中氯離子含量要高于石屑，因此火災(zāi)中天然砂混凝土在高溫中的材料裂解速度快于石屑混凝土，天然砂混凝土材料抵抗毒害物質(zhì)侵蝕能力弱于石屑混凝土。

2)石屑和天然砂混凝土在火災(zāi)中的裂隙影響。混凝土在火災(zāi)中的溫度差異直接導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂隙。裂隙又分橫向的和縱向的，縱向裂隙對于結(jié)構(gòu)影響最為不利。從石屑和天然砂的基本性能對比來看，石屑的空隙率比天然砂高。因此高溫中石屑混凝土較天然砂混凝土容易產(chǎn)生裂隙。

4 結(jié)語

天然砂混凝土材料抵抗毒害物質(zhì)侵蝕能力弱于石屑混凝土。同時(shí)，高溫中石屑混凝土又較天然砂混凝土容易產(chǎn)生裂縫。由于火災(zāi)中氯離子對混凝土的影響大于裂縫產(chǎn)生的影響。綜上，天然砂混凝土對火災(zāi)的抵抗能力稍弱于石屑混凝土。

［1］尹聚民，牛煥玲．人工砂在泵送混凝土中的研究及應(yīng)用［J］．中國粉體技術(shù)，2006(1):37-38．

［2］洪錦祥，蔣林華，黃 衛(wèi)，等．人工砂中石粉對混凝土性能影響及其作用機(jī)理研究［J］．公路交通科技，2005(10):59-60．