为了寻找适合的河砂替代材料，加强混凝土质量与成本控制，公司有关技术人员通过大量的试验研究工作，成功的将石屑取代部分河砂用于混凝土生产，所生产的混凝土的各项性能指标均符合相关国家标准的要求，有效的降低了公司的生产成本及稳定混凝土质量。
2试验
2.1原材料
2.1.1水泥与掺合料
惠州光大泥，P.O.42.5R，初凝时间136min，终凝时间201min，比表面积363m2/kg，3天抗压强度25.4MPa，3天抗折强度5.5MPa，标准稠度用水量26.6%，28天抗压强度：48.5MPa，28天抗折强度：7.9MPa。
惠东平海电厂F类Ⅱ级粉煤灰，45μm筛余21.7%，需水量比97%，活性指数77%。
2.1.2碎石及砂
惠东稔山石场碎石，表观密：2650Kg/m3，堆积密度1470Kg/m3，空隙率44.6%，压碎值12.7%。砂有机制砂、河砂、石屑1、石屑2，均取自本地。
2.1.3外加剂
所用外加剂为深圳三绿科技有限公司萘系高效缓凝减水剂，固含量：31.0%，减水率22.5%，净浆200mm，密度1.162g/ml，PH:9。
2.2实验方法
2.2.1砂的性能分析
依据GB／T14684—2011《建设用砂》的规定，对机制砂、河砂、石屑进行性能检测分析。
2.2.2混凝土性能分析
混凝土的工作性能依据GB/T50080—2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》检测，混凝土的3d、7d、28d力学性能按照GB/T50081—2019《普通混凝土物理力学性能试验方法标准》检测。
3实验结果分析及讨论
3.1石屑、机制砂、河砂工艺性能对比
石屑是本地采石场在开采加工过程中剩余的废料，表面粗糙有棱角，机制砂是使用专用制砂设备以各种矿石为原料制备的，试验所用河砂来自于惠州本地的东江区域。三种砂的工艺特性有一定差别也有一定相似之处，主要表现在如下几方面：
⑴物理性能基本相似。从表1可以看出，石屑1、石屑2、机制砂、河砂的堆积密度、表观密度、空隙率三项主要物理性能指标基本相近，差异很小，从混凝土配制的角度而言，这四种砂用于配料不需要进行大的调整。
⑵颗粒级配差别较大。表2是石屑1、石屑2、机制砂、河砂的颗粒级配分布，从表2可以看出，四种砂的颗粒级配差别较大，河砂、机制砂颗粒级配有一定差别但均能满足标准规定的II类砂2区级配标准，石屑1、石屑2的颗粒级配均不能满足建设用砂标准规定的颗粒级配标准，与河砂、机制砂相比较，石屑最为典型的特点是2.36mm以上的粗颗粒偏多，本次实验中采用的两种石屑2.36mm以上累积筛余均在40%以上，其整体颗粒级配较差，会对混凝土的性能造成一定的影响，具体影响需要通过混凝土性能实验进一步的分析。
⑶颗粒形貌差别较大。从颗粒形貌来看，这四种砂的颗粒形貌差别较大，其中石屑1、石屑2、机制砂的颗粒形貌具有一定的相似性，多为不规则多边形、棱角及断面清晰，河砂颗粒较为规整，多为接近球形且圆润，这与两类砂的形成过程有关，河砂是自然风化而成，机制砂与石屑是原料经过机械破碎、筛分而成，颗粒形貌的差异一定程度也会影响混凝土的性能。
综合上述分析可知，本试验中所用石屑的基本物理性能与机制砂、河砂相似，但在级配方面有着较大的差别，石屑存在着粗颗粒偏多、级配不合理的问题，另外还考虑到不同石厂生产的石屑工艺性能差别很大，因此在使用过程中要进行大量配比试验，确定石屑对于混凝土性能的影响程度以及较佳的掺入量，以保障生产的混凝土性能能够符合标准要求。
3.2屑对混凝土性能影响的研究
3.2.1石屑对于混凝土工作性能的影响
为了更好的分析石屑对于混凝土工作性能的影响，使用了石屑1、石屑2、机制砂、河砂四种细集料配制了C30混凝土，具体配比如表3所示。
按照表3的配比制备混凝土，测试塌落度、扩展度、初凝时间、终凝时间等工作性能指标，结果如表4所示。
从表4可以看出，使用石屑对于混凝土的工作性能有着不利影响，混凝土浆体的粘性加大、流动性变差，这与石屑的级配不良直接相关，其中又以石屑2影响最为明显，与使用机制砂和河砂的混凝土相比，初始塌落度、扩展度、1小时后塌落度、1小时后扩展度均有较大程度下降，使用石屑1的混凝土工作性能好于石屑2，因此从工作性能方面来看宜使用石屑1。
3.2.2石屑对于混凝土力学性能的影响
在表3配比的基础上，进行了不同细集料混凝土力学性能的试验，结果如表5所示。
从表5可以看出，使用石屑1、石屑2、机制砂三种细集料配制的混凝土3d抗压强度、7d抗压强度、28d抗压强度基本相当，但均低于使用河砂的混凝土，这与不同种类的砂的细度模数及颗粒级配有关，本试验中的河砂为级配较好的中砂，石屑1、石屑2、机制砂为粗砂，导致混凝土的强度性能有所差别，但总体上仍然满足国家标准对于C30混凝土的性能要求。对比石屑1与石屑2，使用石屑1使用的混凝土强度略好于使用石屑2配制的混凝土，从力学性能的角度宜选用石屑1。
3.3石屑最佳掺量的研究
从前面分析可知使用石屑1配制的混凝土具有较好的工作性能及力学性能，因此选用石屑1作为细集料，进一步的分析其替代砂的较佳比例，为此设计石屑替代砂比例分别为0%、25%、50%、75%、100%的方案，具体配比如表6所示。
按照6的配比配制混凝土并测试其工作性能及力学性能，结果如表7及表8所示。
从表7、表8可以看出，石屑替代比例为25%时，与只使用河砂的混凝土相比较，混凝土的工作性能与力学性能均得到了一定程度提高，这可能是由于二者的级配互补使得细集料的整体级配得到了优化，从而提高了混凝土的性能。基于此试验结论，在生产过程中建议采用25%的石屑替代率，在保证混凝土质量稳定的同时，降低生产成本，取得较好的经济效益。
4结论
⑴惠州本地的两种石屑，与常用的机制砂及河砂相比较，堆积密度、表观密度、空隙率等物理性能指标相近，但在级配上差别较大，石屑的级配不符合《建筑用砂》中的颗粒级配要求，存在着粗颗粒偏多的问题。在颗粒形貌方面，石屑与机制砂有一定程度类似都是多边形且粗糙，河砂颗粒多接近球形且光滑。
⑵石屑的使用对于混凝土的工作性能及力学性能均有着不利影响，使用石屑制备的混凝土相对于河砂混凝土有和易性较差及强度略低的特点，其中石屑1对于混凝土性能的影响小于石屑2，在生产过程中宜优选石屑1作为河砂替代材料。
⑶使用石屑1替代部分河砂混凝土生产是可行的，最佳替代率为25%，在此替代率下，由于石屑与河砂之间存在的颗粒级配互补，使得混合砂混凝土的性能高于一般的河砂混凝土。
⑷不同采石场的石屑料性能差别较大，因此在使用过程中，为了保证混凝土质量的稳定性，在更换石屑来源时应提前做大量的试配工作，确较佳的配合比方案。（来源：《广东建材》2019.11）
