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機制砂在高性能混凝土中的應用實踐

2016-05-30來源：環球破碎機網

　　近年來，由于天然中粗砂資源緊缺，目前大多數天然中粗砂是從江西贛江船運到上海黃浦江上中轉的，而且價格受環境影響猛漲，另外由于安吉獨特的地理位置，水路運輸不方便，一般都要通過中轉，無疑增加了混凝土的成本。安吉本身周邊是山，石礦資源比較豐富，所以為了解決天然中砂采購成本高且比較麻煩，我們通過多次試驗論證，全部采用機制砂來拌制混凝土，能滿足高強高性能混凝土的要求。

　　1 機制砂的特性

　　（1）機制砂必須用質地堅硬，母材強度≥80MPa，且不含對混凝土有害的化學成分的巖石，經機械軋制而成。

　　（2）機制砂顆粒粗糙，石粉含量高，這勢必減弱混凝土的流動性，增加需水量，在相同的條件下，配制相同坍落度的混凝土，機制砂比天然砂需水量增加5-10kg/m3 。

　　（3）機制砂的顆粒級配不良，顆粒分布往往表現為中間少，兩頭多，大于5.00mm和小于0.08mm顆粒（石粉）均超過10%，2.5mm的累計篩余量≥35% 。

　　2 機制砂混凝土的特性

　　（1）由于機制砂級配不良往往易導致新拌混凝土粘聚性、保水性差，易離析、泌水，并降低和易性和流動性，使混凝土強度、耐久性降低，而且早期收縮增大，混凝土硬化后其表面水波紋嚴重，影響混凝土結構物的感觀質量。

　　（2）機制砂泵送混凝土，其粗骨料用量宜小于1000 kg/m3，相應砂率要求增大，宜在40-45%之間，往往要靠增加膠凝材料用量來改善其工作性能。

　　（3）機制砂顆粒粗糙、多棱角、表面積大，與水泥膠結性能好，因此混凝土的抗壓強度相對有了提高。

　　3 混凝土配合比試驗

　　3.1 技術措施

　　根據機制砂混凝土的特點，如何去改善這一現狀，使新拌混凝土具有良好的工作性，并在硬化后具有高強度。CEC207：2006《高性能混凝土應用技術規程》配合比設計的一般規定要求：在滿足混凝土結構的要求，確保其施工的工作性性能以及混凝土的強度和耐久性要求，高性能混凝土的膠凝材料總量不宜超過600 kg/m3，根據我們現有的原材料，通過對比試驗，我們采用以下技術手段：

　　(1)選擇合適的砂率；

　　(2)通過增加膠凝材料的用量，來改善新拌混凝土的工作性能；

　　(3)選用減水率高的減水劑，增加外加劑的摻量，降低用水量。

　　3.2原材料的性能指標

　　水泥：安吉南方水泥廠生產P.042.5水泥,其技術生能指標見表1；

　　粉煤灰：浙江長興電廠產的粉煤灰(Ⅱ級),其技術性能指標見表2；

　　礦粉:江蘇沙鋼廠產的S95礦粉,其技術性能指標見表3；

　　細集料:采用安吉自產的機制砂，其技術性能指標見表4；

　　粗集料:浙江湖州新開元產的碎石,其技術性能指標見表5；

　　外加劑：浙江五龍生產聚羧酸系高效減水劑ZWL-V，含固量為 25%，減水率為26%。

表1 水泥物理性能指標

　　表2 粉煤灰性能指標

　　表3 礦粉性能指標

　　表4 細集料技術性能指標

　　表5 粗集料技術性能指標

　　3.3 C50泵送混凝土試配論證

　　根據現有的原材料，對C50泵送混凝土進行試配論證。表6為試配配合比設計，其中粉煤灰為超量取代，超量系數為1.3。

　　表6 C50泵送混凝土配合比

　　對以上配合比分別進行拌合物坍落度測定、7d和28d抗壓強度測定及抗滲試驗，試驗結果列于表7。

　　表7 混凝土坍落度、抗壓強度及抗滲試驗結果

　　經過試配調整后，確定C50泵送混凝土配合比見表8。

　　表8 C50泵送混凝土配合比各材料質量

　　4 工程應用

　　按表8中配合比混凝土公司進行組織生產，對拌制好的出廠混凝土進行檢測，坍落度為210mm，混凝土和易性好；經過30min運輸到現場，測得混凝土坍落度為185mm，采用拖泵施工，泵送性良好，施工順利，受到施工單位、監理人員及業主的好評。28d后對現場混凝土的強度進行檢測，均滿足設計要求。

　　在此實踐經驗的基礎上，本研究繼續開展了對較低強度等級的混凝土進行試驗與工程實踐的探討，結果表明：全用機制砂替代天然黃砂拌制新混凝土的工作性能良好，能滿足規范與設計要求。更好地解決了以往在機制砂中摻細砂組織生產的麻煩，一年多來的實踐證明，全機制砂的使用能夠保證新拌混凝土的抗壓強度、抗滲性能、以及抗碳化性能、抗凍性，能達到工程設計要求。

　　5 結論

　　5.1 通過全機制砂C50的最優配合比的試驗及工程應用，全用機制砂替代天然黃砂拌制新混凝土的工作性能良好，各項性能指標均能滿足工程設計要求。

　　5.2 自產機制砂的質量穩定可靠，可操作性強，可較好解決以往在機制砂中摻細砂組織生產的麻煩。

　　5.3本工程實踐表明：采用全機制砂，可降低生產成本，和以往的天然砂對比，每立方混凝土可節約10多元錢，經濟效益可觀。

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