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机制砂在高性能混凝土中的应用实践

2016-05-30来源：环球破碎机网

　　近年来，由于天然中粗砂资源紧缺，目前大多数天然中粗砂是从江西赣江船运到上海黄浦江上中转的，而且价格受环境影响猛涨，另外由于安吉独特的地理位置，水路运输不方便，一般都要通过中转，无疑增加了混凝土的成本。安吉本身周边是山，石矿资源比较丰富，所以为了解决天然中砂采购成本高且比较麻烦，我们通过多次试验论证，全部采用机制砂来拌制混凝土，能满足高强高性能混凝土的要求。

　　1 机制砂的特性

　　（1）机制砂必须用质地坚硬，母材强度≥80MPa，且不含对混凝土有害的化学成分的岩石，经机械轧制而成。

　　（2）机制砂颗粒粗糙，石粉含量高，这势必减弱混凝土的流动性，增加需水量，在相同的条件下，配制相同坍落度的混凝土，机制砂比天然砂需水量增加5-10kg/m3 。

　　（3）机制砂的颗粒级配不良，颗粒分布往往表现为中间少，两头多，大于5.00mm和小于0.08mm颗粒（石粉）均超过10%，2.5mm的累计筛余量≥35% 。

　　2 机制砂混凝土的特性

　　（1）由于机制砂级配不良往往易导致新拌混凝土粘聚性、保水性差，易离析、泌水，并降低和易性和流动性，使混凝土强度、耐久性降低，而且早期收缩增大，混凝土硬化后其表面水波纹严重，影响混凝土结构物的感观质量。

　　（2）机制砂泵送混凝土，其粗骨料用量宜小于1000 kg/m3，相应砂率要求增大，宜在40-45%之间，往往要靠增加胶凝材料用量来改善其工作性能。

　　（3）机制砂颗粒粗糙、多棱角、表面积大，与水泥胶结性能好，因此混凝土的抗压强度相对有了提高。

　　3 混凝土配合比试验

　　3.1 技术措施

　　根据机制砂混凝土的特点，如何去改善这一现状，使新拌混凝土具有良好的工作性，并在硬化后具有高强度。CEC207：2006《高性能混凝土应用技术规程》配合比设计的一般规定要求：在满足混凝土结构的要求，确保其施工的工作性性能以及混凝土的强度和耐久性要求，高性能混凝土的胶凝材料总量不宜超过600 kg/m3，根据我们现有的原材料，通过对比试验，我们采用以下技术手段：

　　(1)选择合适的砂率；

　　(2)通过增加胶凝材料的用量，来改善新拌混凝土的工作性能；

　　(3)选用减水率高的减水剂，增加外加剂的掺量，降低用水量。

　　3.2原材料的性能指标

　　水泥：安吉南方水泥厂生产P.042.5水泥,其技术生能指标见表1；

　　粉煤灰：浙江长兴电厂产的粉煤灰(Ⅱ级),其技术性能指标见表2；

　　矿粉:江苏沙钢厂产的S95矿粉,其技术性能指标见表3；

　　细集料:采用安吉自产的机制砂，其技术性能指标见表4；

　　粗集料:浙江湖州新开元产的碎石,其技术性能指标见表5；

　　外加剂：浙江五龙生产聚羧酸系高效减水剂ZWL-V，含固量为 25%，减水率为26%。

表1 水泥物理性能指标

　　表2 粉煤灰性能指标

　　表3 矿粉性能指标

　　表4 细集料技术性能指标

　　表5 粗集料技术性能指标

　　3.3 C50泵送混凝土试配论证

　　根据现有的原材料，对C50泵送混凝土进行试配论证。表6为试配配合比设计，其中粉煤灰为超量取代，超量系数为1.3。

　　表6 C50泵送混凝土配合比

　　对以上配合比分别进行拌合物坍落度测定、7d和28d抗压强度测定及抗渗试验，试验结果列于表7。

　　表7 混凝土坍落度、抗压强度及抗渗试验结果

　　经过试配调整后，确定C50泵送混凝土配合比见表8。

　　表8 C50泵送混凝土配合比各材料质量

　　4 工程应用

　　按表8中配合比混凝土公司进行组织生产，对拌制好的出厂混凝土进行检测，坍落度为210mm，混凝土和易性好；经过30min运输到现场，测得混凝土坍落度为185mm，采用拖泵施工，泵送性良好，施工顺利，受到施工单位、监理人员及业主的好评。28d后对现场混凝土的强度进行检测，均满足设计要求。

　　在此实践经验的基础上，本研究继续开展了对较低强度等级的混凝土进行试验与工程实践的探讨，结果表明：全用机制砂替代天然黄砂拌制新混凝土的工作性能良好，能满足规范与设计要求。更好地解决了以往在机制砂中掺细砂组织生产的麻烦，一年多来的实践证明，全机制砂的使用能够保证新拌混凝土的抗压强度、抗渗性能、以及抗碳化性能、抗冻性，能达到工程设计要求。

　　5 结论

　　5.1 通过全机制砂C50的最优配合比的试验及工程应用，全用机制砂替代天然黄砂拌制新混凝土的工作性能良好，各项性能指标均能满足工程设计要求。

　　5.2 自产机制砂的质量稳定可靠，可操作性强，可较好解决以往在机制砂中掺细砂组织生产的麻烦。

　　5.3本工程实践表明：采用全机制砂，可降低生产成本，和以往的天然砂对比，每立方混凝土可节约10多元钱，经济效益可观。

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