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2011 图 9 利用模板漆概况混凝土 图 10 利用透水模
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花岗岩机制砂混凝土的机能研究及使用 摘 要: 跟着山岭沉丘区高速公扶植的不 断推进, 桥隧比例越来越高。 河砂因久远距离运输 不单极大地提拔了混凝土施工成本, 并且也影响到 施工进度,用机制砂代替河砂已成为一种必然趋 势。 拔取必然石粉含量的机制砂进行机制砂混凝土 共同比设想, 并掺入必然量的粉煤灰、 矿粉用以提 高混凝土的工做机能, 通过工程实践研究机制砂混 凝土质量节制要点, 提高了混凝土的工做机能。 该 手艺通过正在广西资本至兴安高速公获得全面应 用, 发生了很好的经济和社会效益, 对该地域花岗 岩机制砂混凝土使用有很好的自创意义。 环节词: 机制砂 石粉 混凝土 质量节制 1 概述 广西资本至兴安高速公是安 (康) 至北 (海) 公主要构成部门, 是广西高速公网规划“6 横 7 纵 8 干线—资本(梅溪)至铁山港高速 公的构成部门,项目位于广西东北部资本县内, 次要建立物涵盖了地道工程、 桥梁工程、 基工程。 地道围岩类别以 IV 级围岩(中风化花岗岩,节理 裂隙发育,接近风化层,其开挖后的性质较差,容 易掉块,岩体较四周岩性破裂,基岩裂隙水发育) 和Ⅲ级围岩(中风化花岗岩,节理裂隙较发育,岩 体较完整)为从。 资本县境内属于资江水源区, 对水源地河 道整治办理严酷, 全县根基无天然河砂开采。 项目 部前期对本地地材环境进行了摸底, 发觉规模及质 量较为有保障的天然砂场离工程所正在地运距最短 也要 130km, 昂扬的运价及一贫如洗的出产能力取 全线的庞大的需求量发生了日益凸起矛盾。 为 工程合理有序的一般进行, 资兴高速项目通过操纵 地道Ⅲ级围岩花岗岩洞渣破裂出产机制砂来替代 天然河砂利用, 正在工程质量的前提下, 不单取 得了较好的经济效益, 并且削减了废渣倾倒对 的,博得了优良的社会效益。 2 花岗岩机制砂特点 2.1 机制砂出产 1 机制砂是指经除土开采、 机械破裂、 筛分制成 的粒径正在 4.75mm 以下的岩石颗粒。应拔取Ⅲ级及 以上类别、 较为完整的围岩用于机制砂出产, 其生 产施工工序流程如图 1。 给料机 鄂式破 碎机 成品碎石 还击破 振动筛 可逆式制砂机(干净的 5-10mm 碎石制砂 ) 成品砂 小振动筛 图 1 机制砂出产流程图 5-10m 碎石 2.2 母岩强度要求 机制砂宜采用开采的新颖母岩制做, 母岩岩石 的抗压强度宜满脚表 1 。 表1 类别 Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类 机制砂母岩强度要求 母岩强度要求 不宜小于 80MPa 不宜小于 60MPa 不宜小于 30MPa 2.3 机制砂的颗粒级配 机制砂出产必需严酷节制其粒形和颗粒级配。 相对于天然砂而言, 机制砂颗粒多呈棱角, 颗粒的 比概况积更大,颗粒取颗粒之间的摩擦力也更大, 只要机制砂优良的持续级配和适中的细度模 数, 才能降低其颗粒间的空地, 更好的满脚混凝土 的施工和易性。 机制砂按细度模数可分为粗砂、 中 砂,其颗粒级配应别离合适表 2、表 3 的。 表2 Ⅰ类机制砂级配范畴 筛孔尺寸 0.15 (mm) 累计筛余 90-100 (%) 80-90 40-70 15-50 5-20 0-10 0 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 特征, 恰当进行调整适配, 以更好的满脚混凝土适 用、合理、耐久、经济的准绳。 3.1 试验用原材料 3.1.1 水泥 表3 筛孔尺寸 (mm) 累计筛余 Ⅱ类、Ⅲ类机制砂级配范畴 0.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 水泥采用兴安海螺水泥无限义务公司海螺牌 P·O42.5级通俗硅酸盐水泥,机能目标见表6 表6 P·O42.5 水泥的物理力学机能试验成果 安 定 性 凝结时间 (min) 初 凝 175 终 凝 288 抗折强度 3天 28天 密 度 3 kg/m 抗压强度 3天 28天 90-100 (%) 80-95 71-85 35-70 5-50 0-10 0 比表 面积 2 (m/kg) 2.4 机制砂的石粉含量 机制砂质量正在满脚 《扶植用砂》 (GB/T14684-2011) 取 《公工程水泥混凝土用机制砂》 (JT/T819-2011) 、 的根本上,其石粉含量还应合适 《公桥涵施工 手艺规范》 (JTG/TF50-2011) 的相关要求。 试验证明, 正在确保工程质量的前提下, 可恰当调零件制砂的石 粉含量, 而适量的石粉含量有帮于混凝土和易性的 改善。 规范采用亚甲蓝试验方式来鉴定机制砂中的 石粉能否无害, 并就机制砂的石粉含量目标做出了 明白,见表 4。 表4 机制砂石粉含量手艺要求 指 标 MB 值〈1.40 或 ≤5.0% 桥涵结 构物 及格 MB 值≥1.40 或 ≤2.0% 不及格 ≤3.0% ≤5.0% ≤7.0% ≤10.0% Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ 328 合 格 5.6 7.6 3120 26.3 48.2 3.1.2 骨料 粗骨料采用梨子田碎石场的5~31.5mm (配 碎石)持续级配碎石,其机能目标见表7。 表7 表不雅密度 3 kg/m 空地率 (%) 粗集料试验成果表 压碎值 (%) 含泥量 (%) 泥块含量 (%) 针片状颗 粒含量 ( %) 5.0 2700 41 19.5 0.1 0 2.5 压碎值要求 机制砂的压碎目标要求见表 5。 表5 机制砂压碎目标要求 混凝土类别 Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类 压碎值要求(%) <20 <25 碎石的掺配比例按5-10mm:10-20mm:16-31.5mm =20%:50%:30进行掺配。 细骨料:采用梨子田碎石场出产的机制砂和新 宁新皂砂场出产的河砂,其机能目标别离见表8、 表9。 表8 机制砂试验成果表 压碎 值 ( % ) 石粉 含量 ( % ) 泥块 含量 ( % ) 表不雅 密度 3 (kg/m) 空地 率 (%) 亚甲 蓝( MB 值 ) 细度 模数 级 配 范 围 2.9 <30 Ⅱ区 级配 20.2 6.7 0.1 2620 39 0.8 3 机制砂混凝土共同比次要设想 根据 《混凝土布局耐久 性设想规 范》 (GB/T50476-2008) 、 《通俗混凝土共同比设想规程》 (JGJ55-2011)要 求进行共同比设想, 针对机制砂颗粒、 石粉含量等 表9 河砂试验成果表 云母 含量 (%) 含泥 量 (%) 泥块 含量 ( % ) 细度 模数 级配 范畴 空地率 (%) 表不雅密度 3 (kg/m ) 2 2.7 Ⅱ区 级配 0.9 0.6 0 32 2580 尺度要求 ≤25% ≤8% ≤105% ≤3% 检测成果 7.8 3.54 94 0.77 3.1.3 矿物掺合料 采用湖南邵阳宝庆电厂Ⅱ级粉煤灰和冷水江 钢铁厂S95级粒化高炉矿渣粉,机能目标别离见表 10、表11。 表 11 S95 级粒化高炉矿渣粉机能目标表 比表 面积 2 ( m/kg) 查验 项目 密度 烧失 量 流动 度比 SO3 含量 含水率 表 10 F 类Ⅱ级粉煤灰机能目标表 尺度 要求 ≥2.8 ≤3% ≥95% ≤3% ≥400 ≤1.0 查验项目 细度 烧失量 需水量比 SO3含量 检测 成果 2.92 0.43 99% 0.34 419 0.2 3.1.4 外加剂 采用湖北荆州锐利RL-8000高效聚羧酸减水剂,其机能目标见表12。 表 12 减水率 查验项目 (%) (%) (min) 不小于 不大于 泌水率比 高效聚羧酸减水剂试验成果表 28 天收缩 初凝时间 抗压强度比(%) , 率比(%) (%) (%) 含气量 含量 (%) (%) 氯离子 碱含量 含量 (%) 硫酸钠 甲醛含量 7d 尺度要求 ≥25 ≤70% 90 28d 140 110 130 6 ≤0.1 ≤10 ≤5 ≤0.05 7d 检测成果 27 60 100 28d 144 52 133 2.7 0.07 0.544 0.14 0.007 3 3.2 次要共同比设想参数 3.2.1 砂率 设置装备摆设机制砂的混凝土拔取级配范畴正在Ⅱ区级 配范畴的机制砂, 细度模数节制正在 2.7~3.2 之间。 因机制砂比概况积大、 概况粗拙的特征, 为机 制砂的混凝土工做机能, 取不异细度模数的天然砂 比拟较,应恰当提高 2%摆布的砂率。 3.2.2 坍落度丧失节制 机制砂中石粉取外加剂、 水泥的顺应问题遍及 存正在,间接反映正在混凝土拌杂物坍落度经时丧失 大, 正在试配机制砂的混凝土共同比时, 对混凝土拌 合物进行坍落度丧失试验尤为主要, 一般环境下应 将坍落度经时丧失节制正在 30mm/h 内,其温度 也该当尽量取现实施工温度分歧。 3.3.1 初始坍落度设想 设想共同比时, 应正在满脚混凝土试配强度要求 的前提下, 连系施工工艺、 混凝土运距及坍落度损 失环境,可恰当提高混凝土的初始坍落度设想值, 以满脚其浇建机能要求。 图2是采用分歧坍落度机制砂混凝土浇建的试 验柱外不雅环境, 采用三种分歧的坍落度自下而上分 三次浇建,见表13。由图2能够看出,正在分歧的坍 落度环境下, 试验柱的外不雅差别很大, 施工时应根 据试验柱环境选择合适的坍落度。 表13 强度 编号 品级 水泥 粉煤灰 试验柱浇建用机制砂混凝土坍落度环境 材料用量(kg/m ) 矿粉 砂 碎石 水 外加剂 3 初始坍 和易 落度 性 (mm) 好 160 150 机制砂 度 (mm) 1h 坍落 备注 1 C35 329 82 / 786 1042 161 4.11 2 C35 329 82 / 786 1042 153 4.11 好 145 130 机制砂 3 C35 329 82 / 786 1042 145 4.11 好 130 110 机制砂 级配、石粉含量等特征,以合用、合理、耐久、经 济为准绳, 通过共同比调整, 以更好的满脚混凝土, 配制出坍落度为 120~160mm 的混凝土共同比见表 14。 图2 机制砂混凝土浇建的试验柱外不雅环境 3.3 机制砂混凝土配制环境 以 C35 通俗混凝土共同比为例, 连系砂的颗粒 4 表 14 机制砂取河砂混凝土共同比对比 材料用量(kg/m ) 和易性 水泥 329 329 267 329 411 粉煤灰 82 82 82 82 / 矿粉 / / 62 / / 砂 740 786 786 731 786 碎石 1111 1042 1042 1097 1042 水 161 161 161 161 161 外加剂 4.11 4.11 4.11 4.11 4.11 好 好 好 差 好 3 编 号 1 2 3 4 5 强度 品级 C35 C35 C35 C35 C35 初始坍落度 (mm) 160 155 155 150 150 1h 后坍落 度(mm) 150 140 150 110 120 28 天强度 (MPa) 44.8 46.8 45.3 43.5 47.3 备注 河 砂 机制砂 机制砂 机制砂 机制砂 比力上表数据可知,通过恰当调整混凝土砂 率、 外加剂及掺合料用量等, 有益于改善机制砂混 凝土的和易性和坍落度丧失环境, 其 28d 抗压强度 较河砂混凝土强度略有提高,且通过试验柱图 2 当选择最佳的坍落度,调整外加剂及矿物掺合料机 制砂的试件取调整外加剂及矿物掺合料河砂的试 件其外不雅质量没有较着区别(如图 4 图 5) 。申明 采用机制砂代替河砂进行混凝土共同比设想是可 表 15 行的, 拌杂物的工做机能、 软化混凝土力学机能都 可以或许满脚设想要求。 3.4 分歧石粉含量对混凝土强度的影响 以 C30 通俗共同比为例, 正在水胶比、 水泥用量、 砂率、 外加剂等不变的环境下, 调零件制砂中石粉 含量进行混凝土机能阐发,试验成果见表 15。 分歧石粉含量机制砂混凝土机能测试成果 3 材料用量(kg/m ) 编 号 强度 品级 水胶比 水泥 粉煤灰 机制砂 碎石 水 外加剂 机制 砂石 粉含 量 (%) 砂率 (%) 坍落度 (mm) 工做性 描述 强度(MPa) 7d 28d 1 2 3 4 5 C30 C30 C30 C30 C30 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 282 282 282 282 282 94 94 94 94 94 771 771 771 771 771 1065 1065 1065 1065 1065 158 158 158 158 158 3.76 3.76 3.76 3.76 3.76 6.7 7.5 11.3 15.6 20.3 42 42 42 42 42 150 165 160 150 140 好 好 好 一般 流动性差 32.3 30.2 31.0 25.1 20.8 42.7 41.5 42.1 35.5 29.5 由表 15 能够看出,当机制砂中的石粉含量正在 6.7%~11.3%范畴内波动时,混凝土拌杂物的和易 性根基不受影响,其 7d 和 28d 抗压强度值也能保 持相对不变。 跟着机制砂中石粉含量继续增大, 拌 合物机能变差,7d 和 28d 抗压强度值降低。可见 正在满脚拌杂物强度及工做机能的前提下, 机制砂中 的石粉含量能够节制正在必然的范畴以内。 4 机制砂混凝土施工质量节制 4.1 搅拌时间的节制 机制砂颗粒概况粗拙、 多棱角, 且颗粒级配波 动较大, 所以人工砂混凝土的搅拌时间应正在天然砂 5 混凝土搅拌时间的根本上恰当耽误,耽误 30S。运输过程中的波动等容易加剧机制砂混凝土 拌杂物的离析, 正在混凝土达到现场后, 高速旋 转罐车, 混凝土的工做机能, 这也提高了混凝 土运输对罐车机能的要求。 4.2 拌杂物机能节制 机制砂混凝土拌杂物的水分蒸发速度比天然 砂快, 正在大风的下蒸发的更快, 若是现场呈现 混凝土坍落度满脚不了一般施工出产, 可正在运输车 罐内插手适量的取原共同比不异成分的减水剂, 严 禁现场加水改变水灰比, 这是现场混凝土构件强度 达不到要求的次要缘由,也将影响混凝土外不雅质 量。 4.3 混凝土收缩节制 针对机制砂混凝土的晚期塑性收缩较大,承 台、地系梁、盖梁等面层易呈现干缩裂痕,正在终凝 之前宜采用抹面机械某人工多次抹压并及时采纳 保湿养护办法,避免发生干缩裂痕。 4.4 外不雅质量节制 经室内试验实践证明,机制砂混凝土概况气 泡、 蜂窝麻面较多, 究其缘由仍是机制砂颗粒粗拙, 比概况积大, 砂浆的概况张力比天然砂要小, 流动 性差, 正在气泡分裂后, 浆体不克不及及时填补形成概况 气泡(如图 3) 。针对上述问题,除了节制机制砂 本身质量外, 可通过调整外加剂成分, 例如正在不影 响混凝土工做机能的环境下掺入恰当的消泡剂 (一 般为万分之 5 摆布) 以削减大气泡的存正在, 还能够 通过掺加适量的粉煤灰、 粒化高炉矿渣粉等矿物掺 合料,提高混凝土工做机能、降低单元用水量、提 高混凝土后期强度、改善混凝土耐久性等良多优 点,使用结果较着(如图 4) 。 为了进一步改善机制砂混凝土外不雅质量, 现场 别离采用了模板漆及特殊材料透水模板布进行辅 帮施工, 从试验成果能够看出透水模板布能够很好 处理气泡眼、 蜂窝麻面等质量通病, 比模板漆结果 要好,如图 6、图 8 左。并且模板布能够满脚对不 同坍落度的砼浇注,如图 8 左边的试验柱按照表 13 的三种坍落度进行试验柱浇注,试验柱的全体 结果较为分歧。 但透水模板布混凝土的概况比模板 漆混凝土的概况略显粗拙,光泽度不高,如图 9、 图 10,且透水模板布成本较高,对模板布粘贴的 平整度要求较高, 经比对现场选择利用模板漆施工. 其结果也能满脚施工质量要求如图 7 图 3 不调整外加剂及矿物掺料试件 图 4 调整外加剂及矿物掺和料机制砂试件 图 5 调整外加剂及矿物掺和料河砂试件 图 6 现场采用透水模板布施工的墩柱 图 7 现场采用模板漆施工的墩柱 6 参考文献: [1] 张应力,杨柏科,周玉华, 现代混凝土共同比设想手 册[第二版].人平易近交通 ,2013 [2] 公桥涵施工手艺规范[JTG/T F50-2011]. 人平易近交通 ,2011 图 8 (左边试验柱为分歧坍落度模板漆浇注,左 边为分歧坍落度模板布浇注) [3] 公工程集料试验规程 [JTG E42 -2015]. 人平易近交通, 2005 [4] 混凝土外加剂使用手艺规范[GB 50119 -2003].中国建 建工业, 2003 [5] 建建用砂 [GB/T 14684 -2011]. 中国尺度出书,2011 [6] 人工砂混凝土使用手艺规程 [JTG/ T 241-2011]. 中国建建工业,2011 [7] 通俗混凝土共同比设想规程[JGJ55-2011]. 中国建建工业 ,2011 [8] 公工程 水泥混凝土用机制砂[JT/T819-2011]. 人平易近交通 ,2011 图 9 利用模板漆概况混凝土 图 10 利用透水模板布概况混凝土 5 竣事语 实践证明,通过合理的节制机制砂中石粉含 量, 调整外加剂掺量和机能、 恰当的掺入矿物掺合 料, 加强机制砂混凝土施工的办理取节制, 配制的 混凝土正在工做机能上、 布局强度等方面都能取得良 好的施工结果, 能够很好地代替天然砂。 正在广西资 源至兴安高速公施工中, C35 及以下强度品级混 凝土采用机制砂混凝土施工, 已浇建混凝土约五十 万方, 使用结果优良, 削减了天然砂供应不脚对施 工进度的影响, 降低了混凝土出产成本, 取得了很 好的结果和效益。 7

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