煤矸砂混凝土的试验研究

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[摘　要] 选取适当的配比制作了5 组煤矸砂混凝土试块，测出了其相应的物理力学性能。与砂型混凝土的对比结果表明，煤矸砂掺在砂中当砂使用，掺量是砂用量的1/ 3 或2/ 3 ，所得到的煤矸砂混凝土的物理力学性能较为理想。

[关键词] 　煤矸砂；物理力学性能；试验研究

我国是世界最大的煤矸石排放国，较大的煤矸石山有1500 多座，累计堆存了30 多亿吨煤矸石。它侵占大量土地， 污染水、土和大气环境，已形成了一大公害。然而另一方面， 我国的建筑用砂资源日趋紧缺，尤其北方建筑市场更显突出。在建筑混凝土使用中，把煤矸砂掺在砂中当砂使用，使煤矸石这种煤碳工业废弃物得以变废为宝，其意义十分重大。煤矸砂就是把煤矸石粉碎成粒径少于5 mm以下的煤矸石颗粒。煤矸砂部分代替砂的作用所拌合成的煤矸砂混凝土，必然与砂型混凝土具有相似的物理力学性能，其主要衡量指标是混凝土的干燥收缩值、强度指标及干密度。在大量试验的基础上，本试验科学地选取煤矸砂混凝土的材料配比，并且有效试制出了其相应的辅助材料和添加剂，制作5 组煤矸砂混凝土试块进行了试验，得出了相应的试验数据。解决了混凝土使用中，煤矸砂是否可以代替砂的作用、代替量是多少的系列问题，为煤矸砂的废物利用寻找出了一种有效的途径。

1 　材料配比及试验方法

1. 1 　煤矸砂混凝土材料配比

砂混凝土的主要材料是水泥、砂、煤矸砂、粉煤灰、水及辅助材料和添加剂。本试验中，水泥选用的是华新425 号水泥，砂选用的是河砂，煤矸砂选用的是黄石袁仓煤矿的煤矸石被粉碎成以5 mm 以下的颗粒，粉煤灰选用的是细度0.45 um筛筛余量2 %左右，烧失量在5 %以下的粉煤灰。各种材料的配比见表1。

1. 2 　砂型混凝土的材料配比

与砂型混凝土的相应性能进行比较，这里制作了5 组砂型混凝土试块。砂型混凝土的成分中没有煤矸砂，其余与煤矸砂混凝土的材料选材一样。砂型混凝土材料配比如表2 所示。

1. 3 　试验方法

砂和砂型混凝土都采用引气、发泡方式产生气泡， 而且混凝土的干体积密度在1100～1600 kgPm3 ，所以本文采用加气混凝土GB/ T1196621197521997 所规定的试验方法。试件按上述方法中的规定的形式制作和养护。每组试件制作了30 个试件，以保证每项测试有5 个可用试件。

2 　试验结果及分析

2. 1 　煤矸砂混凝土试验结果

了混凝土的5 项指标。其中干燥收缩值是120 d 龄期的试验测试结果，其单位是mm/ m；其余是28 d 龄期的测试结果。吸水率用百分数计( %) ，强度指标的单位是MPa ， 密度的单位是kgPm3 ，测试结果如表3 ，表3 中的数据是取5 个试件的平均值。

2. 2 　砂型混凝土性能

如表4。其数据处理方法如上相同。

2. 3 　分析

从表3、表4 可以看出：

a) 煤矸砂用量与其相应的物理力学性能成正相关系。煤矸砂用量增多，强度指标上升，然而干燥收缩值、吸水率、密度也相应增高。

b) 上述所选5 组煤矸砂混凝土试块的物理力学性能是良好的。因为混凝土建筑一般要求其吸水率≤40 %；干燥收缩值≤6/ 10000 ；抗拉强度要求≥2.5 MPa (墙体建筑) 或≥ 3.5 MPa (民用建筑) ；容重≤1100～1600 kgPm3 。

c) 表3 与表4 比较可以看出，煤矸砂混凝土的物理力学性能多项指标优于砂型混凝土，然而其干燥收缩值却有所提高；从综合指标看出，表3 中第三组材料配比较为理想。

3 　结论

a) 煤矸砂混凝土作为一般民用建筑其性能能满足建筑要求，特别是作为墙体建筑其性能是优良的。

b) 在民用建筑中，煤矸砂掺在砂中当砂使用是可行的。其掺量控制在砂用量的1P3 或2/ 3 ，其物理力学性能满足工程要求。

c) 煤矸砂混凝土的应用当中，辅助材料和添加剂的配比相当重要。其成份和用量对混凝土的性能有较大的影响。关于这一点将另文予以讨论。

参考文献

1 　刘秉京. 混凝土技术[M] . 北京:人民交通出版社，1984

2 　沉旦申. 粉煤灰混凝土[M] . 北京:中国铁道出版社，1987

3 　罗高作，徐亚雄. 现浇钢丝混凝土墙板的性能[J ] . 新型建筑材料，2003 ， (11)