[发明专利]一种高石粉含量的石灰岩废石屑混凝土配合比设计方法

说明书

一种高石粉含量的石灰岩废石屑混凝土配合比设计方法，先按《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ 52的方法，测试确定工程实际使用的石灰岩废石屑的石粉含量δ，并根据石粉含量限值δ₀计算石灰岩废石屑的石粉超量值Δδ；再按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55的规定，采用绝对体积法计算确定基准混凝土的配合比参数；之后将石屑中超量部分的石粉作为惰性矿物掺合料，并按一定的取代系数K计算确定取代水泥量，并保持容重不变，计算确定石灰岩废石屑混凝土的配合比参数。本发明在保证混凝土性能满足设计和施工要求的前提下，解决了石粉含量超标的石灰岩废石屑在混凝土应用领域的技术难题，降低了混凝土的水泥用量和生产成本，节能环保。

技术领域

本发明涉及混凝土配制技术领域，具体为一种高石粉含量的石灰岩废石屑混凝土配合比设计方法。

背景技术

近年来，我国基础工程建设不断增加，混凝土产量逐年攀升，对建筑用砂石的需求也逐年增加。占混凝土体积70％以上的砂石骨料主要通过采矿和挖掘河床而来，严重破环了自然生态环境，且许多地区出现优质天然砂资源匮乏和价格飙升的局面。

石屑是矿山或碎石加工厂生产石灰岩碎石过程中附带产生的粒径小于4.75mm的细碎岩石颗粒，石粉含量超过10％，最高达20％以上。《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ 52中规定，石粉含量不大于10％的人工砂可用于C25及以下等级的混凝土；石粉含量不大于7％的人工砂可用于C30～C55的混凝土。由于石屑石粉含量高，不符合现行国家和行业标准或规范对人工砂技术指标的规定，无法采用现行有关技术标准来指导石屑混凝土的配合比设计和生产，严重限制了石屑代砂技术的推广应用。因此，大量石屑作为废弃物常年堆放，不仅占用大量耕地和污染环境，还造成大量资源的浪费。据统计，每产生100m³的碎石伴随产生20％石屑。

目前，国内很多学者为有效缓解天然砂资源匮乏和解决砂石资源供需矛盾的难题，对高石粉含量的石灰岩废石屑资源综合利用进行了一些研究。主要的研究应用成果有两种：一是将废石屑部分取代天然砂和机制砂，该方法的废石屑资源综合利用率低；二是通过水洗达到人工砂标准后再利用，该方法在水洗过程易造成二次污染，且水洗过程中大量的石粉流失。废石屑中的石灰石粉具有填充效应、晶核效应、吸水效应和形态效应，有利于混凝土拌合物性能的改善和硬化混凝土强度的提高。《石灰石粉在混凝土中应用技术规程》JGJ/T 318中指出石粉是28d活性可达到60％以上，因此超出标准规定的这部分石粉可算作惰性矿物掺合料。因此，在保证混凝土性能满足设计和施工要求的前提下，如何充分利用石灰岩废石屑中石粉的有利优势，研究和探索高石粉含量的石灰岩废石屑混凝土配合比设计，全面提高10％～20％石粉含量的石灰岩废石屑资源综合利用率及减少水泥用量已成为混凝土行业从业人员亟待解决问题，对实现我国混凝土行业的节能减排和可持续发展具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的不足，提供一种高石粉含量的石灰岩废石屑混凝土配合比设计方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的。

一种高石粉含量的石灰岩废石屑混凝土配合比设计方法，包含以下步骤：

⑴按《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ 52的规定方法，测试确定工程实际使用的石灰岩废石屑的石粉含量δ，并根据石粉含量限值δ₀计算石灰岩废石屑的石粉超量值Δδ，Δδ＝δ-δ₀；

⑵按照《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55的规定，采用绝对体积法计算确定基准混凝土的配合比参数：水泥用量m_c0、活性矿物掺合料用量m_f0、细骨料用量m_s0、粗骨料用量m_g0、用水量m_wa；