陕西地区机制粗砂与河道细砂双掺技术配制C30—C40 预拌混凝土的研究与应用

文摘 2024-11-18 07:04 河南

0　引言

在建筑行业飞速发展，但天然砂急剧匮乏的情况下，陕西诸多地区开始大力推广使用机制砂。然而，当机制砂代替天然砂成为常用细骨料材料后，混凝土出现了许多天然砂混凝土不曾有过的性能特性，按照天然砂的使用方法应用机制砂，会使混凝土出现诸多不良现象，由此引发的各种工程事故，也让大多数混凝土供应商对机制砂产生了抵触心理。基于机制砂在生产中不好控制以及混凝土拌和物性能的不稳定性，混凝土搅拌站面对周边天然砂匮乏的情况下，即使需要高昂的运费、远距离运输天然砂，也拒绝使用机制砂，由此可见，机制砂的推广困难重重，要解决这一问题，最根本的还是要解决机制砂在混凝土中的应用问题，提出合理的配合比设计方案，从而得到满足强度要求、性能优良的混凝土拌和物，使其具备更好的工作性能。

1　机制砂对混凝土性能的影响

机制砂是由石头经过多次破碎、筛分得到的各种粒径的颗粒，相较于表面光滑的天然砂，机制砂在破碎过程中由于受机械外力作用，其表面会有较多的棱角，导致机制砂的密实度低，另外机制砂因受到外力的破碎，内部形成大量微裂纹，造成机制砂的吸水率高，在混凝土的应用中会影响混凝土的坍落度，但是机制砂粗糙的表面可增强骨料之间的咬合力，有利于混凝土中的界面效应。不同于天然砂，机制砂的石粉含量大，这些石粉可填充在混凝土的孔隙中，从而提高混凝土的强度以及耐久性。但石粉含量并非越高越好，石粉过量会使得混凝土需水量增加，整体工作性能变差，进而导致机制砂混凝土整体强度的降低，耐久性变差。根据市场调查发现，机制砂的生产设备以及工艺技术参差不齐，因此，机制砂的各种性能，包括细度模数、石粉含量、堆积密度、表观密度、压碎值等指标存在较大的偏差，这给机制砂的进场检验以及混凝土的生产控制带来极大难度。

在混凝土中单纯使用机制砂，很难控制混凝土的质量，因此，我们尝试在混凝土的生产中采用混合砂，将机制砂和天然砂复合掺配得到级配合理的混合砂，再应用到混凝土中，以此可中和机制砂和天然砂的优势，从而更好地控制混凝土的质量，确保混凝土的生产有序进行。

2　机制砂混凝土配合比优化理论

在混凝土配合比设计中，与拌和物性能以及强度密切相关的3个参数分别为：用水量、水胶比、砂率。机制砂含有大量的石粉，可以充当胶凝材料，而且机制砂的细度模数较大，因此，相较于普通混凝土，机制砂混凝土的配合比设计优化还应该从以下几个方面综合分析。

(1)由于机制砂中石粉含量大，充当了部分胶凝材料，进而使得粉料总体比表面积增大，增加了用水量，从而影响水灰比。

(2)机制砂粗糙的外观以及石材的质地决定了其强度大于天然砂，机制砂混凝土强度具有明显富余，所以，在满足设计强度的情况下，可通过增大用水量提高水胶比。

(3)机制砂中的大颗粒偏多，这部分颗粒可以充当粗骨料的4.75mm和2.36mm粒径颗粒，使骨料级配更加合理，并提高骨料的密实度，间接优化调整了砂率满足混凝土拌和物的和易性。

(4)针对机制砂在颗粒级配和石粉含量上的特殊性，需定制专用的外加剂。

通过以上四个方面综合考虑，才能合理优化机制砂混凝土的配合比。

3　机制砂混凝土配合比优化方案

根据机制砂混凝土配合比优化理论的研究，对强度等级为C30、C35、C40机制砂混凝土进行配合比优化，设计出实用配合比后进行试验验证。

3.1　试验材料

水泥采用某水泥厂生产的强度等级为P·O42.5的水泥以及其他某公司生产的强度等级为P·O52.5的水泥，主要性能指标如表1、表2所示。

超细粉煤灰采用某公司生产的超细粉煤灰，主要性能指标见表3。

机制砂的主要性能见表4，颗粒级配见图1。

天然中砂采用渭河河砂，主要性能指标见表5，颗粒级配见图2。

天然细砂采用渭河河砂，主要性能指标见表6，颗粒级配见图3。

粗骨料采用泾阳采石场提供的5～25mm连续级配碎石，其主要性能指标见表7。

外加剂采用陕西某公司提供的高效聚羧酸泵送剂，其主要性能见表8。

3.2　C30～C40机制砂混凝土配合比

试验中混合细骨料中机制砂掺量设定为20%～50%，混凝土设计坍落值为(180±20)mm。设计配合比见表9。

3.3　试验结果

C30～C40混凝土和易性及抗压强度试验结果如表10、图4、图5、图6、图7所示。

由表10可以看出，在混凝土中采用300kg机制砂替代天然砂，其拌和物和易性良好，且未出现泌水、离析等不良现象，且拌和物流动性良好，1h坍落度损失满足设计要求，且各标号的混凝土抗压强度均满足设计要求，强度验证合格。同时，也发现一些问题亟需解决。

(1)当机制砂掺量加大，未调整外加剂掺量时，混凝土虽可以达到施工要求，但1h后混凝土还是有所损失，需通过增加外加剂掺量满足施工要求。

(2)当机制砂掺量加大时，必须按照天然砂试验指标调整掺量，防止机制砂掺量过大，出现泌水现象。本试验使用天然砂细度模数为2.4，掺量大于300kg后，经常出现泌水现象。

(3)在天然砂细度模数为1.9时，机制砂掺量可以到达40%～60%，没有出现泌水，但是必须调整外加剂掺量或者配方，专门使用。

(4)当掺有机制砂的配合比，在相同工作性的情况下，每m³用水量均提升了5kg。

4　机制砂的经济效益分析

(1)机制砂的使用，可降低中砂的使用量。对于细度模数为2.4的渭河中砂，可有效缓解现有采购困难问题;对于细度模数为1.9的细砂，可以降低砂子中整体含泥量，防止混凝土裂缝的产生。

(2)机制砂的使用，可提高生产效率。由于机制砂是人工机械破碎形成，基本没有含泥量和大块石头，不会出现堵仓现场。

(3)机制砂的使用，最高代替天然砂300kg，直接降低混凝土每m3成本2～5元，以年产30万m3的搅拌站为例，可最大节约成本约150万元。

5　结语

通过对机制砂性能的研究，结合普通混凝土设计规程，提出机制砂混凝土配合比优化理论中的4项参数:胶凝材料用量、用水量、砂率、机制砂专用外加剂，重点研究了各参数的优化方式，得出了详细调整的数据，设计出了C30—C40标号的机制砂混凝土，经过试验验证，证明了机制砂混凝土配合比优化设计理论的可行性。

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIzNjU1MTYwNw==&mid=2247521179&idx=6&sn=89dd23cbd09a5216d9ac97152aa66425

砼话

“砼话”——分享混凝土知识，做混凝土技术人员的朋友，每天七点更新！您的关注，是最大的支持和鼓励！

最新文章

孙振平教授：聚羧酸高性能减水剂应用的若干问题探讨

混凝土外加剂的使用误区

混凝土立方体试件抗压强度检测要点

混凝土裂缝的成因、预防及处理心得

轻质高强混凝土制备与性能分析

陕西地区机制粗砂与河道细砂双掺技术配制C30—C40 预拌混凝土的研究与应用

混凝土生产用水量失控是这些原因造成

砂石行业的试验员试题——砂石骨料篇

混凝土不均匀性的表征及其对硬化性能的影响

聚羧酸减水剂对机制砂混凝土的性能影响

片麻岩石粉对机制砂泵送混凝土的拌合物性能影响研究

砂密度对混凝土耐久性能的影响

混凝土7天强度到28天几乎不增长了，怎么回事？

混凝土质量到底掌握在谁手里？

养护对混凝土的重要性

机制砂级配对大流态混凝土性能的影响

针片状颗粒对高强混凝土性能的影响研究

浅谈混凝土原材料——外加剂

混凝土原材料试题——外加剂

机制砂在泵送混凝土中的应用

高性能混凝土的配置与施工质量控制解析

粉煤灰掺量对清水混凝土表观影响研究

不同端面加工方式对混凝土芯样抗压强度的影响

一个试验人分享的C50混凝土配合比经验

粉煤灰品质对其需水量及活性的影响

混凝土拌合物的配合比设计

混凝土原材料对混凝土品质的影响

混凝土离析泌水终极解决方案

粉煤灰矿渣掺量对劣级配砂配制混凝土性能的影响

浅谈混凝土原材料——细骨料

混凝土原材料试题——骨料（单选题）

拌和后短时内的二次加水对混凝土性能的影响

预拌混凝土原材料质量现状与控制措施

生产污水浓度对混凝土性能的影响研究

花岗岩代替石灰岩用于混凝土中的试验研究

在混凝土生产和浇筑过程中，这些问题你遇到过几个？

预拌混凝土冬期生产与施工措施

不同掺量膨胀剂在大体积混凝土，工程中的应用分析

清水混凝土质量控制措施

温度对混凝土性能有多大影响？

C80高强抗裂混凝土制备技术

混凝土配合比设计靠计算还是靠经验

双十一，嫁给搞混凝土的男人的9大理由！

预拌混凝土企业备用配合比的建立研究

分析混凝土泵送堵管原因及预防措施

透水混凝土力学性能的影响因素研究

粗骨料粒径和级配对混凝土力学性能的影响研究

桩基-C30混凝土混合物配合比设计计算书

泵送混凝土的工作性变化及应对方案研究

活性掺合料对混凝土抗碳化性能影响的研究

分类

时事

民生

政务

教育

文化

科技

财富

体娱

健康

情感

旅行

百科

职场

楼市

企业

乐活

学术

汽车

时尚

创业

美食

幽默

美体

文摘

原创标签

时事社会财经军事教育体育科技汽车科学房产搞笑综艺明星音乐动漫游戏时尚健康旅游美食生活摄影宠物职场育儿情感小说曲艺文化历史三农文学娱乐电影视频图片新闻宗教电视剧纪录片广告创意壁纸头像心灵鸡汤星座命理教育培训艺术文化金融财经健康医疗美妆时尚餐饮美食母婴育儿社会新闻工业农业时事政治星座占卜幽默笑话独立短篇连载作品文化历史科技互联网

发布位置

广东北京山东江苏河南浙江山西福建河北上海四川陕西湖南安徽湖北内蒙古江西云南广西甘肃辽宁黑龙江贵州新疆重庆吉林天津海南青海宁夏西藏香港澳门台湾美国加拿大澳大利亚日本新加坡英国西班牙新西兰韩国泰国法国德国意大利缅甸菲律宾马来西亚越南荷兰柬埔寨俄罗斯巴西智利卢森堡芬兰瑞典比利时瑞士土耳其斐济挪威朝鲜尼日利亚阿根廷匈牙利爱尔兰印度老挝葡萄牙乌克兰印度尼西亚哈萨克斯坦塔吉克斯坦希腊南非蒙古奥地利肯尼亚加纳丹麦津巴布韦埃及坦桑尼亚捷克阿联酋安哥拉