建筑用破碎卵石與破碎山石性能區別驗證

汪澤利 （黃山市建設工程質量監督站，安徽 黃山 245000）

在《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》（JGJ52-2006）2.1.4條中，把破碎河卵石、破碎山體巖石都歸類于碎石進行檢驗檢測，在GB/T14685-2011建筑用碎石、卵石中，也把破碎河卵石、破碎山體巖石作為同一種性能集料使用于混凝土中，可是在筆者平時的檢測中，發現破碎河卵石的比表面積、針片狀、吸水率、與混凝土的握裹力都與破碎山體巖石有較大區別，在泵送混凝土中綜合性能對比上也有很多區別，本文就兩種不同粗集料物理性能與混凝土綜合性能的比較，進行試驗論證而找出它們各自的優越點，以及如何更好的在工程中使用。

首先，對兩種粗集料的比表面積進行分析，破碎山石都是大體積的山石經過破碎機多次破碎，一般呈現近似立方體形狀，在這里假設為六個破碎面的立方體，而河卵石由于長時間的風化和雨水侵蝕，表面光滑、圓潤，經過破碎機加工，一般破碎一到兩次，就能達到建筑用石的顆粒級配要求，在這里假設其為兩個破碎面，假設其為四分之一球形，這樣同等體積情況下，立方體長為l，圓球半徑為r,利用體積公式它們的表面積比為得出它們之間的比表面積為1.07，破碎山石的表面積比破碎河卵石大7%，同一強度混凝土配比上，破碎山石的用水量要比破碎河卵石多7%，也就是說水泥用量也要高7%，從這一點可以看出破碎河卵石更經濟。

再從針片狀含量上來對它們物理性能進行對比，選出兩種黃山地區比較具有代表性的破碎卵石（5mm～31.5mm連續粒級）、屯溪青碎石（5mm～31.5mm連續粒級）各5 kg，進行針片狀試驗,試驗結果如表1。

得到破碎卵石的針片狀含量大于破碎山石，而且各粒徑的針片狀含量碎卵石都比碎山石含量高，特別是中小粒徑，由于已經達到連續粒徑要求，所以小粒徑的顆粒破碎次數偏少，許多未破碎的卵石片混雜在其中，使得碎卵石針片狀含量偏大，而黃山地區山石強度高，沒有明顯巖石層理，破碎后基本都呈現立方體形狀，故其針片狀含量較小。從上面的試驗可以看出，兩種碎石在針片狀上有很大的區別，而針片狀對混凝土的性能影響很大，從這一點也能看出不能簡單的把它們混為一種材料來試驗和使用。

破碎山石、破碎河卵石針片狀指標 表1

對于它們之間的其他物理性能，我們同樣使用上面的兩種集料進行對比，試驗結果如表2。

破碎山石、破碎河卵石物理性能指標 表2

表2中較為明顯區別的是破碎卵石的吸水率明顯高于破碎山石，壓碎指標值低于破碎山石，而其他指標上破碎山石性能好于破碎卵石，但都比較接近。再分析一下吸水率，由于河卵石處于低洼處，長期浸入水中，使得其吸水率明顯高于破碎山石，而吸水率高的集料在混凝土后期水化過程中，可以提供其內部儲存的水份幫助混凝土水化，有利于混凝土后期強度的提高。

而對于不同集料與混凝土的握裹力，由于不能直觀的用試驗方法進行檢測，我們采取配置不同強度的混凝土進行試驗對比，比較在同一配比下不同集料對混凝土力學性能影響，配置了C15～C50共8個等級的塑性混凝土進行試驗。

試驗用原材料及主要性能：

①水泥：海螺32.5、42.5、52.5級硅酸鹽水泥。

②細集料：黃山臨溪中砂（細度模數2.9，含泥量1.2%）。

③粗集料：采用破碎河卵石、屯溪破碎山石，性能指標見表1、表2。

試驗結果分析：

①在混凝土10d抗壓強度看，不同配比的混凝土都呈現破碎山石比破碎卵石抗壓強度高，這是由于山石的破碎面、表面棱角多，與水泥的接觸面大，握裹力比破碎卵石要強，所以抗壓強度比破碎卵石要高。

②從混凝土不同齡期的發展來看，低強度混凝土，破碎卵石后期混凝土強度增長快，到了180d后普遍比破碎山石強度還高，這是由于破碎卵石的內蓄水作用，使得后期水化更加充分，所以后期強度增長快。

混凝土物理性能及力學性能 表3

③強度超過C30的混凝土，試驗對比得出破碎山石強度各齡期強度都比破碎卵石要高，強度越高越明顯，這是由于強度高的混凝土配比中，水泥含量增加，破碎卵石由于吸水率高帶來的后期強度增長優勢不足以抵消表面光滑帶來的握裹力不夠、針片狀大引起的混凝土強度的損失，使得強度增長幅度沒有破碎山石快。

④而從混凝土的物理性能對比，我們也能看到破碎山石集料配置混凝土和易性明顯不如破碎卵石，這是由于破碎卵石具有卵配制石的形貌特性，表面棱角相對比碎石少得多，顆粒級配好，和易性明顯優于破碎山石；在泵送混凝土中，混凝土在攪拌和泵送過程中與攪拌機、泵、泵管摩擦阻力減小，不易堵管、易于泵送，減少設備磨損，延長了設備使用壽命。這也是破碎卵石相較于破碎山石的優勢。

結論：對于低強度混凝土，采用破碎卵石的混凝土在前期雖然強度比破碎山石低，但后期強度發展優于碎石，同時考慮黃山地處皖南山區，是新安江、錢塘江、富春江“三江”源頭，河流資源豐富，破碎河流兩邊隨意堆積在河床上卵石，經濟成本低，所以可以考慮綜合性能及經濟成本優勢的破碎卵石作為集料運用于混凝土中，而對于高強度混凝土以及對混凝土前期強度有要求的混凝土，由于山石混凝土的握裹力強、針片狀少、含泥量低等優點，所以應該考慮用破碎山石作為集料以保證混凝土強度。

[1]JGJ52-2006,普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準[S].北京:中國建筑工業出版社,2006.

[2]GB/T14685-2011,建筑用碎石和卵石[S].北京:中國建筑工業出版社,2011.

[3]袁潤章.膠凝材料學[M].武漢:武漢工業大學,1996.

[4]何紅梅.卵石形貌對混凝土強度的影響探討[J].重慶建筑,2006（8）.

[5]康育文.破碎卵石作為粗骨料在商品混凝土中的應用[J].混凝土,2009（2）.

[6]張玉會.破碎卵石的破碎機理及應用性能分析[J].河南科技,2013(2).