碎石含粉量對混凝土28天強度及單方材料成本的影響

黃啟龍

（華潤混凝土（福建）有限公司，福建　莆田 351100）

碎石含粉量對混凝土28天強度及單方材料成本的影響

黃啟龍

（華潤混凝土（福建）有限公司，福建莆田 351100）

以三種不同含粉量的碎石進行試驗，從混凝土質量、成本兩個維度分析不同含粉量碎石對混凝土 28 天抗壓強度和對單方材料成本的影響。結果表明，在成本一致的條件下，本文所指的“好”與“差”兩種碎石配制的混凝土 28 天抗壓強度相差在 5.9～12.1MPa 間，而要達到相同的強度，用“好”與“差”兩種碎石配制的混凝土成本相差在 27.85～50.00 元間。

碎石；含粉量；強度；成本

0　引言

粗骨料（碎石）作為混凝土中占最大體量的原材料，其質量優劣對混凝土質量有舉足輕重的作用。在水泥質量差異化已經不是很明顯的當前環境下，作為商品混凝土單位，如何通過在其它原材料的選擇上進行質量與成本的平衡，無疑是對技術管理部門的最大考驗。本文從碎石選擇的角度，以最常用的 C25～C40 四個強度等級為代表，量化分析了碎石不同含粉量對混凝土 28 天強度和單方材料成本的影響，為碎石的選擇提供參考依據。

1　原材料情況

（1）水泥：潤豐牌 P·O42.5，標準稠度用水量 26.2%，初凝時間為 196min，終凝時間為 245min，7 天抗壓強度28.7MPa，28 天抗壓強度 52.1MPa。

（2）粉煤灰：華能電廠 F 類Ⅱ級，細度為 13.1%，需水比為 95%，燒失量 1.9%，含水量 0.06%，28 天活性 72%。

（3）礦粉：三鋼 S95 級，比表面積 416m2/kg，流動度比107%，燒失量 0.5%，28 天活性 104%。

（4）碎石：5～31.5mm。碎石根據其含粉量（指公稱粒徑＜4.75mm，含泥粉、石粉及碎石顆粒）分為“好”、“一般”、“差”三種，各自含粉量見表 1，外觀品質見圖 1。

表1　不同碎石含粉量

圖1　不同含粉量碎石外觀品質

2　試配情況

2.1C25 泵送混凝土

C25 泵送混凝土的配合比見表 2，性能見表 3。

表2　C25 混凝土配合比 kg/m3

表3　性能檢測結果

2.2C30 泵送混凝土

C30 泵送混凝土的配合比見表 4，性能見表 5。

表4　C30混凝土配合比 kg/m3

2.3C35泵送混凝土

C35 泵送混凝土的配合比見表 6，性能見表 7。

我們在“人力資源管理”和“信息化”兩個方面的起步都晚于西方發達國家，建筑行業信息化建設又屬于國內起步較晚的行業。因此，在人力資源信息化的過程中十分有必要借鑒西方發達國家和其他行業經驗。在借鑒別人經驗的同時，如何創建能夠適合我國建筑企業的“本土化”的e-HR更為關鍵。

表5　性能檢測結果

表6　C35混凝土配合比 kg/m3

表7　性能檢測結果

2.4C40泵送混凝土

C40 泵送混凝土的配合比見表 8，性能見表 9。

表 8 C40 混凝土配合比 kg/m3

表9　性能檢測結果

3　結果的分析

3.1分析不同含粉量碎石對 28 天強度的影響

表10　不同含粉量碎石得到的 28d 強度 MPa

表 10 的數據表明，強度等級從 C25～C40 的混凝土，對于 28 天抗壓強度，“好”與“一般”的差值為 1.0～7.2MPa，“好”與“差”的差值為 5.9～12.1MPa，“一般”與“差”的差值為 1.1～7.7MPa。不同碎石對各強度等級混凝土的 28 天抗壓強度有明顯的影響，尤其是“好”碎石與“差”碎石的影響最大，C25 的差值為 12.1MPa ，C35 的差值為 5.9MPa，總體呈現低強度等級差值比高強度等級差值大的結果。原因是由于低強度等級混凝土因膠凝材料用量相對少，即貧混凝土，其抗壓強度對骨料品質的依賴性較大；而較高強度等級混凝土因膠凝材料用量相對多，即富混凝土，骨料品質對其抗壓強度的影響沒那么明顯。

3.2不同含粉量碎石對單方材料成本的影響

假設以 JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設計規程》標準要求的配制強度作為目標強度，則各強度等級的目標強度為：

根據本次試配結果，通過強度與膠水比的關系曲線分析不同含粉量碎石對單方材料成本的影響。

不同含粉量碎石相應試配數據如表 11。

表11　不同含粉量碎石試配結果匯總表

根據表 11，分別對“好”“一般”“差”三種碎石各自進行如下整理：

（1）“好”碎石膠水比與強度關系曲線見圖 2。

圖2　好石子膠水比與 28d 強度關系曲線

根據圖 2 曲線關系，如果用“好”碎石配制以下強度等級，所需的水膠比見表 12。

相應的，用“好”碎石所需的配合比及單方材料成本見表 13。

表12　擬合后計算各強度所需的水膠比

表13　用好石子配制混凝土成本分析　　kg/m3

圖3　一般石子膠水比與 28d 強度關系曲線

根據圖 3 曲線關系，如果用“一般”碎石配制以下強度等級，所需的水膠比見表 14。相應的，用“一般”碎石所需的配合比及單方材料成本見表 15。

表14　擬合后計算各強度所需的水膠比

表15　用一般石子配制混凝土成本分析　　kg/m3

（3）“差”碎石膠水比與強度關系曲線見圖 4。

圖4　差石子膠水比與 28d 強度關系曲線

根據圖 4 曲線關系，如果用“差”的碎石配制以下強度等級，所需的水膠比見表 16。相應的，用“差”碎石所需的配合比及單方材料成本見表 17。

表 16 擬合后計算各強度所需的水膠比

表17　用一般石子配制混凝土成本分析 kg/m3

（4）由以上對比分析，將不同含粉量碎石對各強度等級混凝土單方材料成本的影響匯總于表 18。

表18　不同碎石配制混凝土單方材料成本分析 元

表19　各原材料價格

由上述分析表明，根據 JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設計規程》，強度等級從 C25～C40 的混凝土，要達到相應的配制強度，對于單方材料成本，“好”與“一般”的差值為 8.31～26.07 元，“好”與“差”的差值為 27.85～50.00元，“一般”與“差”的差值為 11.11～26.67 元。

4　結語

試驗分析表明，控制碎石中的含粉量是保證混凝土質量和控制單方材料成本的重要手段。尤其是當碎石含粉量達到18% 以上、也即本文所謂的“差”碎石時，不僅大大增加單方原材料成本，而且拌合物的工作性能幾乎沒法滿足施工要求，28 天抗壓強度也很難得到保證。因此，作為實際的生產控制，碎石含粉量宜控制在 1.0% 以下，不應大于 8.0%，嚴禁將含粉量大于 15.0% 的碎石應用于生產。

[1] JGJ 55—2011．普通混凝土配合比設計規程[S]．

[2] 張承志．商品混凝土[M]．北京：化學工業出版社，2006.

［通訊地址］福建省莆田市城廂區太湖工業園華潤混凝土（福建）有限公司（351100）

黃啟龍（1980—），男，工程師，畢業于大連理工大學。現任華潤水泥控股有限公司下屬單位華潤混凝土（福建）有限公司實驗室經理。