机制砂混凝土用于桥梁建设的研究-报告简本
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机制砂在桥梁上构砼中的应用研究作者:邓继慧来源:《建筑与文化》2013年第03期【摘要】现代城市建设发展进程的持续扩大,使得交通运输建设事业在国民经济建设发展中的重要意义得到了显著体现。
对于桥梁工程而言,上构砼施工结构的重要性值得重视。
本文依据这一实际情况,以桥梁上构砼施工作业的开展为研究对象,着眼于对机制砂原材的应用,使用此种方式替代传统意义上的天然砂施工。
在此过程当中,首先针对桥梁上构砼施工中机制砂原材的基本性能要求进行了简要分析,在此基础之上就机制砂在桥梁上构砼施工过程中的应用要点做出了详细分析与阐述,旨在于为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。
【关键词】机制砂;桥梁;上构砼施工;性能;应用;分析机制砂主要是指岩石经除土开采以及机械破碎处理之后,筛分粒径指标在4.75mm以下的岩石颗粒(筛分过程当中去除风化岩石颗粒以及软质岩颗粒)。
从应用角度上来来说,天然砂原材与机制砂原材在颗粒基本特性以及级配标注方面存在极为显著的差异性,而这也使得在应用机制砂原材进行桥梁上构砼施工过程中的性能标准以及应用要求同传统意义上的天然砂混凝土施工方式存在一定的差异性。
本文试针对以上问题做详细分析与说明。
一、桥梁上构砼施工中机制砂原材的基本性能要求分析结合桥梁上构砼施工实际,为最大限度的保障混凝土施工性能能够得到稳定且有效的发挥,要求从粗细指标、颗粒级配指标以及坚固指标这几个方面入手,针对机制砂原材的基本性能要求作出严格规范。
只有在施工前期,针对机制砂原材的质量性能加以严格要求与控制,才能够为后续机制砂应用于混凝土原材中的施工作业开展提供必要支持。
相对于一般意义上的天然河砂对于技术等级、粗细度、颗粒级配进行监测以外,应用机制砂的方式下,还需要进行有关石粉含量的监测作业,确保对其性能评价的有效性。
具体而言,需要作出以下详细要求。
1.桥梁上构砼施工中对于机制砂原材粗细程度的要求分析:在当前技术条件支持下,按照粗细程度进行划分,可将机制砂原材划分为粗等(细度模数在3.1~3.7范围之内)、中等(细度模数在2.3~3.0范围之内)、细等(细度模数在1.6~2.2范围之内)。
机制砂在混凝土中的应用研究摘要:机制砂是一种新型的人造骨材料,具有优良的物理力学性能和化学稳定性。
本文从机制砂的来源、制造方法以及在混凝土中的应用等方面进行了详细的研究和分析,结果表明,机制砂在混凝土中的应用能力足够有效地提高混凝土的强度、耐久性和抗裂性,同时也能降低混凝土的掺量,因此机制砂具有广阔的应用前景。
关键词:机制砂,混合凝土,强度,耐久性引言:混凝土是建筑工程中广泛使用的一种材料,其性能优良、耐久性高、使用寿命长等特点得到了广泛的认可和应用。
然而,混凝土的制造过程中需要使用大量的天然骨料,这导致了自然骨骼材料资源的结局和环境问题的加剧。
因此,寻找一种新型的骨骼材料,既能足够满足混凝土的使用需求,又能够减少对自然资源的依赖,成为了混合凝土领域研究的热点之一。
机制砂是一种人造材料,由于其具有高度稳定的特性、优异的抗裂性以及低吸水率等优点,近年来成了混凝土领域研究的热点之一。
1、机械砂的生产工艺机械砂的生产工艺一般包括岩石破碎、筛分、清洗等环节。
首先,选择取优质的岩石或矿石进行粗碎、细化碎等破碎处理,得到不同粒状的骨料。
其次,对骨料进行筛分,按一定的颗粒范围分类,得到不同规格的机械砂。
然后,对机械砂进行清洗和干热处理,去除其中的泥土和水分。
最后,通过质量检测,保证机械制造砂的物理和力学性能符合要求。
机械砂与传统骨料的差异及其影响1.1 物理性能差异与传统骨料相比,机械砂具有更高的密度、更低的吸水率和更小的孔隙率。
这些物理性能的差异使机械砂处于混合状态中能足够更好地填充空间,提高混凝土的密实性和耐久性。
1.2 化学性能差异机械砂中的石粉成分相对稳定,并且不含有害物质。
这些化学性质的优点使得机械砂在混凝土中不会产生影响混凝土的化学性能,也不会对混合凝土的使用寿命产生负效应。
2原材料2.1试验材料胶凝材料:深州金隅PO 42.5水泥;德州市华能电厂有限公司Ⅱ级粉煤灰;辛集市钢信新型建材有限公司生产的S95级矿粉。
机制砂项目可行性研究报告一、项目背景及概述机制砂是一种以人工制造方式生产的砂粒,通常用于替代天然砂的建筑材料。
由于天然砂的采挖对环境造成了严重的破坏,机制砂逐渐被认为是一个可行的替代选择。
本报告旨在对机制砂项目的可行性进行研究,并提供相关建议。
二、市场分析机制砂市场前景广阔。
目前,全球各地对建筑材料的需求量持续增长,而天然砂的供应却日益减少。
此外,由于天然砂的采挖对环境造成的问题,各个国家和地区也纷纷加强对矿产资源的保护和管理。
因此,机制砂的需求不断增加。
根据市场研究数据,机制砂市场预计将以每年10%的增长率稳步增长。
三、技术可行性分析机制砂的生产过程主要包括破碎、筛分、磨碎和成型等环节。
目前,通过现代化的砂石生产设备和工艺方法,可以实现高质量的机制砂生产。
砂石设备市场也在不断发展,提供了各种类型和规模的设备供选择。
因此,从技术上来说,机制砂的生产是可行的。
四、经济可行性分析在经济方面,机制砂项目也具备一定的可行性。
首先,由于机制砂可以替代天然砂,其价格相对稳定,而不会受到天然资源供应波动的影响。
其次,机制砂的生产成本较低,可以通过规模化生产和现代化设备来降低成本。
此外,机制砂项目还可以为当地创造就业机会,促进经济发展。
因此,从经济角度来看,机制砂项目是可行的。
五、环境可行性分析机制砂的生产对环境的影响相对较小,相较于天然砂的开采过程,不会造成土地破坏和水土流失等问题。
此外,机制砂的生产也不会产生大量的粉尘和废水等污染物。
因此,从环境角度来看,机制砂项目具备可行性。
六、风险分析机制砂项目也存在一定的风险。
首先,市场竞争激烈,需求量的增加并不意味着项目就能立即获益,需要根据市场情况做出准确的市场定位和发展策略。
其次,机制砂的生产技术要求较高,需要保障设备和工艺的稳定性。
最后,政策和法规的变化可能对项目带来不确定性。
对于这些风险,项目方需要制定相应的风险应对策略。
七、建议基于以上分析,我们认为机制砂项目具备可行性,但项目方需要注意以下几点:1. 建立稳定的市场定位和销售渠道,加强品牌推广和市场营销;2. 技术上要保证设备和工艺的稳定性,提高机制砂的质量,满足市场需求;3. 寻找多样化的原料来源,降低生产成本,提高竞争力;4. 注重环保,建立健全的环境管理体系,推动可持续发展;5. 密切关注政策和法规的变化,及时调整经营策略。
机制砂项目可行性研究报告1. 研究目的机制砂是一种由天然石料经过破碎、筛分和塑性添加剂改性后制成的一种新型人工砂浆材料。
本研究旨在评估机制砂项目的可行性,包括市场需求、技术可行性、经济可行性和环境可行性等方面的考虑。
2. 市场需求分析机制砂被广泛应用于混凝土制品、建筑材料、道路建设等领域,具有较高的市场需求潜力。
通过调查研究市场需求及潜在客户群体,发现机制砂在市场上的销售前景广阔,并能替代传统天然砂的应用。
3. 技术可行性评估机制砂的生产工艺相对简单,技术门槛低。
通过引进成熟的生产设备和工艺,以及精确的筛分和材料改性技术,可以满足市场对机制砂的质量和规格要求。
4. 经济可行性分析机制砂的生产成本相对较低,主要包括原材料成本、生产设备和能源消耗等。
通过与传统天然砂相比较,机制砂具有更好的生产效率和稳定性,能降低成本,并提高生产效益。
5. 环境可行性评价相比于传统天然砂的开采,机制砂的生产对环境影响更小。
机制砂的生产过程中无需进行砂石开采,减少了对自然资源的消耗和破坏。
同时,机制砂的制造过程中,废水和废料的处理也相对简单,对环境污染的风险低。
6. 市场竞争分析目前机制砂市场存在一定程度的竞争,主要来自传统天然砂以及其他替代性人工砂浆材料。
然而,考虑到机制砂的优点和市场潜力,以及对环境友好的特点,该项目有望在竞争中占据一定的市场份额。
7. 项目风险评估机制砂项目的风险主要包括市场风险、技术风险和财务风险等。
通过市场调研和技术评估,可以降低市场和技术风险。
在财务方面,合理的项目投资和资金筹措计划将有助于降低财务风险。
总结:综合以上分析,机制砂项目在市场需求、技术可行性、经济可行性和环境可行性等方面都显示出良好的前景。
通过合理的市场推广和管理策略,机制砂项目有望实现较高的利润回报,同时为社会经济发展做出贡献。
机制砂项目可行性研究报告一、引言本报告旨在对机制砂项目的可行性进行研究和分析,为相关决策者提供参考。
机制砂是一种新型建筑材料,具有广阔的市场潜力和良好的环境效益,对于推动建筑行业的可持续发展具有重要意义。
二、背景分析2.1 机制砂的定义和特点机制砂是采用人造或半人造方法生产的砂,其主要成分包括石粉、石子和水泥。
与天然砂相比,机制砂具有更高的强度、更好的颗粒形状和更低的吸水率,能够满足不同工程的需求。
2.2 市场需求与发展趋势随着城市化进程的加速和人民生活水平的提高,建筑行业对砂石的需求量不断增加。
然而,天然砂资源日益枯竭,采砂对环境造成了严重影响。
机制砂由于其独特的性能和环保优势,成为取代天然砂的理想选择,未来市场需求前景广阔。
三、市场分析3.1 市场规模和潜力根据市场调研数据显示,目前我国机制砂市场规模已达到数千亿元,并且呈现稳步增长的趋势。
随着政府对环保产业的支持力度不断加大,机制砂市场潜力巨大。
3.2 市场竞争格局目前,机制砂市场竞争主要集中在大型建材企业之间,例如中材国际、海螺集团等。
然而,由于机制砂行业相对年轻和技术门槛较低,市场还存在着一定的参与门槛,新进入者有较大发展空间。
四、技术分析4.1 机制砂生产工艺机制砂的生产主要包括原料准备、破碎制砂、筛分洗净、成品制砂等环节。
其中,破碎工艺和砂石配比是影响机制砂质量的重要因素。
4.2 机制砂的质量标准当前,我国还没有统一的机制砂质量标准,但一般需满足一定的强度和颗粒形状要求。
为了确保机制砂的市场竞争力和工程使用效果,制定相关的质量标准尤为重要。
五、经济分析5.1 投资成本机制砂生产线的投资成本主要包括设备购置费、厂房建设费、原材料采购费等。
根据项目规模的不同,投资成本可能会有较大差异。
5.2 经济效益机制砂项目的经济效益主要来自于销售收入和降低环境成本。
相比传统的天然砂生产,机制砂的利润空间更大,且由于其可持续性和环保特性,受到政府政策的倾斜和市场的青睐。
机制砂在混凝土工程中的应用分析机制砂在混凝土工程中的应用分析摘要:本文通过采用配合比对照法,研究天然砂与机制砂在混凝土工程中的优劣。
分析机制砂与天然砂的特性在混凝土强度、弹性模量、干缩性、抗冻性方面的影响。
结果表明:在满足用砂性能指标的前提下,优质机制砂与天然砂一样进行混凝土施工生产是可行的。
关键词:机制砂;天然砂;混凝土耐久性强度;弹性模量;干缩性;抗冻性Abstract: this article through the use of proportion control method, the natural sand and mechanism sand in concrete engineering are compared. Analysis of mechanism sand and the characteristics of the natural sand in concrete strength, modulus of elasticity, dry shrinkage, frost resistance effects. The results showed that the meet with sand performance of the premise, the high quality mechanism sand and natural sand as concrete construction production is feasible.Keywords: mechanism sand; Natural sand; The durability of concrete strength; Modulus of elasticity; Dry shrinkage; Frost resistance中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)引言砂作为混凝土主要材料中的一种,分为天然砂和机制砂两大类。
机制砂在混凝土中的应用研究摘要:砂石作为现代建筑工程不可缺失的主要骨料,本文对机制砂的定义及技术指标进行了阐述,并应用现状与存在问题进行分析。
关键词:机制砂;定义;现状;存在问题引言随着经济建设的飞速发展,带来了土木建筑业的空前活跃,道路、桥梁、铁路、机场、水工建筑、城市建设、通讯等基础设施的建设,使得建筑材料在质和量上都达到了历史上的最高水平。
其中占混凝土体积70%以上的砂石骨料的获得要开山采矿,挖掘河床,在自然资源有限的情况下,不少地方出现了违规掏河、毁地取砂的现象,严重破坏了自然生态环境。
随着混凝土技术的快速发展,现代混凝土对砂的技术要求越来越高,特别是高强度等级及高性能混凝土对原材料的要求则更高,能满足要求的天然砂资源越来越少,一旦劣质砂应用到了工程中,既浪费了水泥资源又严重影响了工程质量,给人民的生命安全蒙上了阴影。
在此背景下,机制砂已经越来越多的进入建筑市场,部分或全部取代天然砂,成为重要的砂资源。
随着基础设施建设的快速发展和环境保护的加强,天然砂资源越来越匮乏,使用机制砂已成为必然趋势。
1 机制砂及相关技术指标定义机制砂是指由专门的机械破碎、进行筛分制成,粒径小于4.75mm的岩石颗粒,但不包括软质岩,风化岩石的颗粒,其中附加的配套设备还应涵盖洗砂机,除尘机等。
混合砂是由天然砂与机制砂按照一定比例组合而成的砂。
机制砂各项技术指标中泥块含量:机制砂中原粒径大于1.18 mm,经水浸洗、手捏后变成小于600μm的颗粒的含量;石粉含量:机制砂中粒径小于75μm的颗粒含量;亚甲蓝MB值:用于判定机制砂中粒径小于75μm颗粒含量主要是泥土还是与被加工母岩化学成分相同的石粉的指标;压碎指标:用于检验机制砂在自然风化和其它外界物理化学因素作用下抵抗破碎的能力及控制其颗粒形状的技术指标。
2 研究现状国外关于机制砂的研究应用已经有几十年的历史,提出大量关于机制砂在混凝土中的应用理论,如阿根廷学者Bonvetti认为石粉含量为20%时石粉的填充效应最佳;外国学者T.Ceilk等认为,机制砂的应用改善了混凝土的孔结构,降低了混凝土的含气量,增加了混凝土的密实度。
机制砂在桥梁工程中的应用研究摘要:机制砂是一种在建筑工程中广泛使用的建筑材料,其特点是颗粒均匀、骨架稳定,可以有效提高桥梁工程的承载能力和稳定性。
本文通过对机制砂在桥梁工程中的应用进行研究和探讨,以期能够为桥梁工程的设计和施工提供有益的参考和借鉴。
1. 引言桥梁工程是现代城市基础设施建设中不可或缺的一部分。
在桥梁工程中,材料的选择和使用对工程的质量和性能起着至关重要的作用。
机制砂作为一种理想的桥梁材料,在现代桥梁工程中广泛应用。
2. 机制砂的特点2.1 颗粒均匀机制砂的制备工艺可以使砂粒的粒径均匀分布,避免了天然砂的砂粒粒径不均匀的问题。
颗粒均匀的机制砂在桥梁工程中能够更好地填充空隙,提高桥梁的承载能力。
2.2 骨架稳定机制砂的骨架稳定性好,具有良好的抗压和抗剪强度。
这种稳定的骨架能够减少桥梁在使用过程中的变形和沉陷,保证桥梁的稳定性和安全性。
3. 机制砂在桥梁地基处理中的应用3.1 填充土料机制砂可以用作桥梁地基的填充土料,通过合理的填筑和强夯,提高地基的稳定性和承载能力。
同时,机制砂的颗粒均匀性可减少地基的沉陷和变形,对桥梁的建设提供了可靠的基础。
3.2 作为加固层机制砂还可以用作桥梁基础的加固层,通过加固层的使用可以提高原始土壤的承载能力和稳定性。
机制砂的骨架稳定性能够有效抵抗土壤的沉陷和侧向变形,确保桥梁的长期稳定性。
4. 机制砂在桥梁桥台与墩身中的应用4.1 沉降槽填充机制砂可以用于桥台和墩身的沉降槽填充,填充后的机制砂能够减少沉降槽的沉降和变形,保持桥梁的平稳运行。
4.2 层状填充机制砂的颗粒均匀性和骨架稳定性使其成为桥梁墩身的理想填充材料。
通过适当的层厚和加固工艺,可以提高桥梁墩身的承载能力和稳定性。
5. 机制砂在桥梁混凝土中的应用机制砂也可在桥梁混凝土配方中使用,以改善混凝土的性能。
机制砂的颗粒均匀分布和骨架稳定性能够有效增加混凝土的密实性和耐久性,减少混凝土的收缩和开裂现象。
6. 机制砂在桥梁施工中的应用注意事项在桥梁工程中使用机制砂时,需要注意以下几点:6.1 机制砂的筛选标准和质量控制要求;6.2 机制砂与其他材料的配合比例和施工工艺;6.3 机制砂填充和加固层的加固时间和固化期;6.4 机制砂在施工过程中的防止污染和控制粉尘的措施。
机制砂可行性报告
一、研究背景
机制砂是一种常见的由机械破碎性质料制成的颗粒状物料,具有较高的强度,高耐压性和低脆性,可以用于多种工程结构,如混凝土、桥梁和路面等,是工程建设中最重要的材料之一、机制砂用量庞大,占到原材料总量的50%~60%,而能满足市场需求的机制砂资源相对紧张,从而影响了其使用,而且由于地质环境复杂,机制砂技术制砂水平远远不能满足市场需求,而且,机制砂的污染问题日益突出,更加需要重视和解决,所以,有必要进行机制砂可行性研究。
二、项目介绍
本次机制砂可行性报告主要进行机制砂可行性分析研究,以便使理想的机制砂项目获得成功。
研究内容具体涵盖以下几点,以判断和完善项目可行性。
1.研究市场需求根据市场需求,分析市场环境、研发和市场需求,以灵活处理市场趋势和环境,有助于项目实施落地;
2.分析机制砂技术根据机制砂的原理和特性,对采矿井工、破碎机设备、生产线设计和技术组合、生态环境、安全技术等方面进行分析,以有效降低技术风险;。
机制砂可行性报告机制砂,是一种以石子、沙子、水泥等为原料,通过机械制造的人工砂,其粒度、成分、硬度等性能均能够得到有效的调节和控制。
由于其生产过程简单、占地面积小、生产周期短等优势,机制砂正逐渐替代天然河砂成为新型主流建筑材料。
为了更好地了解机制砂在建筑行业的可行性和广泛应用前景,我们进行了一项关于机制砂的可行性研究,并撰写了一份机制砂可行性报告。
以下将就报告主要内容进行简要叙述。
第一部分:机制砂概述首先,本报告对机制砂的概念、生产原理、成分、性能等进行了详细介绍。
机制砂是以石子、沙子、水泥等原材料为基础,通过锤式破碎机、冲击破碎机等机械设备制造而成。
与天然河砂相比,机制砂粒度均匀、颗粒度大、抗压强度高等显著优势。
第二部分:机制砂应用领域其次,本报告涵盖了机制砂在多个领域的广泛应用。
除了传统的建筑工程外,机制砂还被广泛用于铁路工程、公路改建等领域。
此外,机制砂还可作为制砖工艺中的原料,从而节约能源,并减少对环境的污染。
第三部分:机制砂与天然河砂的比较接着,本报告对机制砂与天然河砂的优缺点进行了比较。
由于机制砂的生产过程具有高效、资源消耗少等优点,而天然河砂则存在采集成本高、不易控制品质等不足之处。
因此,机制砂在实际应用中具有巨大的潜力与优势。
第四部分:机制砂的市场前景最后,本报告在全面阐述机制砂优点的基础上,依据建筑材料市场发展趋势及需求状况进行了分析,得出机制砂前景广阔的结论。
随着经济的发展,广大建筑工程需求日渐增长,对建筑材料的性能要求也越来越高。
而机制砂在顺应市场需求状况、提高砂石材料生产质量及规模等方面充分发挥了其优势,具有非常的市场潜力。
总体而言,我们撰写的机制砂可行性报告概括了机制砂在建筑行业及其他领域中的应用和优势,对机制砂市场前景进行了分析和预测。
机制砂作为一种新型的主流建筑材料,具有很高的使用价值和广泛的应用前景。
致力于推动机制砂产业的发展和成熟,将会对中国建筑材料及相关产业的发展带来积极影响。
西部交通建设科技项目交通编号:合同号:2003 318 811 06 单位编号:密级:分类号:U444,U445,TU528机制砂混凝土用于桥梁建设的研究研究报告简本武汉理工大学湖北沪蓉西高速公路建设指挥部恩施土家族自治州交通局2007年5月目录1. 引言 (1)2. 项目完成的主要研究内容及取得的成果 (3)3. 项目在依托工程中的推广应用与效益 (11)4. 项目的技术创新点 (11)1. 引言随着基本建设的日益发展,混凝土用砂需求量急增,现有天然砂资源难以保证我国基础设施建设。
我国2006年混凝土总产量达21亿m3,仅混凝土中砂的用量达15亿t。
天然砂是一种地方性资源,分布很不均匀,短时间内不可再生,也不适宜长距离运输。
目前,不少地区的天然砂资源已近枯竭,还有很多地方已经开始禁采或限采天然砂,这样工程用砂供需矛盾日益突出,导致砂的价格越来越高,某些地区甚至无天然砂可用,影响了工程建设的进展。
随着混凝土技术的发展,现代混凝土对砂的技术要求越来越高,特别是高强度等级和高性能混凝土对骨料的要求很严,能满足其要求的天然砂数量越来越少,甚至没有,而对社会节约资源、可持续发展的要求越来越高。
所以机制砂在工程中的地位越来越重要,将成为建设用砂的重要来源。
对于砂少石多的山区高速公路建设,用机制砂代替天然砂配制混凝土更是势在必行。
机制砂是岩石经除土开采、机械破碎、筛分制成的,粒径在4.75 mm 以下的岩石颗粒。
机制砂与天然砂在粒形、级配和表面特性上明显不同,机制砂颗粒表面粗糙、尖锐多棱角,细度模数大,级配不良,最明显的区别是机制砂在生产过程中不可避免地产生一些粒径小于0.075mm的石粉颗粒,约占机制砂总量的10%~20%。
机制砂的这些特性对混凝土拌和物的配合比设计和水泥用量、需水量、外加剂需求量、工作性、终饰性能以及硬化混凝土的强度、体积稳定性和耐久性均会产生影响。
但是,目前我国在机制砂生产和应用方面还存在许多问题,阻碍了机制砂混凝土的推广应用,特别是在大型、重点工程中的应用。
(1)机制砂行业生产技术和管理水平低下,机制砂产品质量良莠不齐,特别是部分存在质量问题的机制砂导致了混凝土性能不良,并把这些问题归于机制砂混凝土,从而导致人们不敢使用机制砂。
(2)对石粉在机制砂混凝土中作用研究不够,国家标准对机制砂中的石粉含量限制过严。
2002年发布实施的新标准《建筑用砂》(GB/T14684-2001),首次明确规定了机制砂的技术要求,但该标准对石粉含量的限制规定为小于C30、C30~C60、大于C60的混凝土用机制砂中的石粉含量限制分别为7%、5%、3%。
为了满足国标规定的石粉含量要求,机制砂中过量的石粉通常采取水洗、风选收尘等方法去除,在生产上不仅增加了机制砂的生产难度,降低了产量,浪费了宝贵的矿产资源和水资源,增加了制砂成本,同时石粉副产品的大量堆积,又引起了新的污染。
在使用中,由于去粉过程中去掉的颗粒并非只有石粉,还含有0.15mm、0.3mm、0.6mm甚至更大的颗粒,因而破坏了机制砂的自然级配,导致机制砂混凝土离析泌水严重。
客观上加剧了人们对石粉在机制砂混凝土中作用的误解,严重地制约了机制砂的应用和石粉的利用。
(3)没有形成专门的机制砂混凝土配制技术,工程技术人员对机制砂混凝土的性能也缺乏充分认识。
机制砂混凝土的配制,目前基本沿袭天然砂混凝土配制方法,而忽视了机制砂与机制砂混凝土的特点,从而使工程技术人员难以掌握,对利用机制砂配制高性能混凝土的技术更不成熟。
一般认为机制砂混凝土工作性差,终饰性差,并对机制砂混凝土的体积稳定性和耐久性研究不够,心存疑虑,导致重点工程不敢使用机制砂。
为解决西部山区高速公路建设桥梁工程混凝土用砂资源匮乏的问题,交通部于2003年将“机制砂混凝土用于桥梁建设的研究”确定为西部交通建设科技项目(合同编号:2003 318 811 06)。
项目围绕机制砂生产与混凝土应用中的突出问题,研究了机制砂的制备技术与质量控制措施、机制砂与所含石粉的特性、石粉对机制砂混凝土性能的影响与机理,制备出了与天然砂高性能混凝土具有同样优异性能的C60、C80机制砂高性能混凝土,解决了相应的关键技术,编制了《机制砂在混凝土中应用技术规程》,并成功用于湖北沪蓉西高速公路桥梁工程,取得了良好的社会经济效益。
2. 项目完成的主要研究内容及取得的成果2.1 全面测试了机制砂及其所含石粉的物理化学特性(1)应用数字图形处理(DIP)技术研究了机制砂的颗粒形貌参数及与粗糙度的相关性,验证了机制砂较天然砂颗粒尖锐、棱角性强、针片状颗粒多、粗糙的特征。
(2)建立了机制砂的细度模数(FM)与2.36mm粒级的分计筛余(a2)的定量关系,其回归关系式为FM=0.0323 a2+2.4519,(r=0.892),据此提出通过控制2.36mm粒级的分计筛余可控制细度模数。
(3)机制砂最大压碎值多数在2.36~4.75mm粒级,其次是0.3~0.6mm 粒级,压碎值可能性最小的是1.18~2.36粒级。
(4)采用激光粒度分析仪,提出现有机制砂生产的除石粉工艺破坏了机制砂的级配、不利于机制砂的密实堆积。
(5)机制砂MB值不仅与泥粉含量相关,且与所含泥粉的液限值有关,后者是对采用亚甲蓝MB值检验小于75μm的细粉是泥粉还是石粉这一试验方法的一个补充。
(6)石粉的颗粒形貌、细度与水泥接近,远小于粘土的比表面积。
对于75μm以下颗粒,石粉中粒径小于16μm者占32~51%,粘土中粒径小于16μm者占79%。
2.2 研究了石粉作混合材以及石粉代砂对水泥性能的影响。
(1)石粉作水泥混合材,一般来说,增加水泥的标准稠度用水量、减小胶砂流动度,促进水泥水化、使凝结时间提前。
石粉掺入水泥后,降低了水泥胶砂强度,但折压比却随之升高,水泥强度等级越低,折压比升高越明显。
(2)用含石粉的机制砂配制的水泥砂浆,随石粉含量的不断增加,砂浆流动性下降,28d强度受石粉含量的影响不甚明显,而石粉对砂浆的3d强度明显有增强作用,石粉颗粒越细增强作用越明显。
随石粉含量的不断增加,浆体比例增加,干缩率上升,干燥失水的质量损失增大,抗裂性变差。
含泥量对机制砂砂浆干缩、质量损失、抗裂、及强度均有显著的不良影响。
因此,机制砂中的含泥量应得到严格控制。
2.3 明确了石粉对机制砂混凝土性能的影响规律。
研究了石粉含量分别在5~20%对中低强塑性机制砂混凝土、7~20%对中低强泵送机制砂混凝土、5~14%对高强泵送机制砂混凝土各方面性能的影响规律,石粉对不同强度、不同流态的混凝土、性能的不同方面影响各异,应根据混凝土用途和性能要求,有针对性地提出机制砂石粉含量限值。
(1)配制低强、大流动性机制砂混凝土时采用高石粉含量机制砂更有利。
对于中低强度塑性混凝土,石粉可以增加拌和物的粘聚性和保水性,利于改善离析泌水情况;对于泵送混凝土,石粉可以增加水泥浆体含量而提高混凝土的流动性,石粉还起到润滑作用,减少砂与砂之间磨擦而改善混凝土的和易性。
(2)提出了水粉比、泌水潜伏时间的概念,应用水粉比、泌水潜伏时间可以很好地解释机制砂混凝土工作性的影响因素。
对于特定的混凝土体系,均存在最佳水粉比,水粉比偏大易产生离析泌水,水粉比偏小则使混凝土过粘。
在配制高强混凝土时胶凝材料的用量很大,石粉在粉料中的比例较小,同时掺用了较大比例的高效减水剂,在混凝土工作性诸多影响因素中,石粉含量的增减不是十分敏感的因素。
中低强度泵送机制砂混凝土某一时刻的泌水率与拌和物静臵时间和泌水潜伏时间比值的对数成正比,随石粉含量的增加,水粉比下降,拌和物的泌水潜伏时间延长,泌水率与离析程度下降。
(3)对于中低强度机制砂混凝土,在等水灰比下,所有含石粉的机制砂混凝土强度均高于未含石粉的机制砂的混凝土强度。
石粉含量介于10~15%之间时,混凝土抗压强度和抗折强度最高。
对于高强度混凝土,在等水胶比下,石粉含量在14%范围对强度基本上有促进作用,石粉含量10%时强度达到峰值,石粉再增多后强度开始下降。
在w/c=0.70~0.35区间内,用石粉含量为7%的机制砂配制的混凝土强度普遍高于不含石粉机制砂配制的混凝土,且鲍罗米公式中的αa值小一些,也就是说,强度差值随着w/c的提高而升高。
(4)机制砂混凝土的抗折强度高于天然砂混凝土,随石粉含量增加抗折强度升高,石粉含量10%左右时达到最高,之后有所下降。
(5)机制砂混凝土的轴心抗压强度和劈裂抗拉强度均高于天然砂混凝土,且提高幅度随石粉含量增加而增大,石粉对早期劈裂抗拉强度有显著贡献。
(6)机制砂混凝土的抗压弹性模量随石粉含量的增加其变化比较复杂,取决于石粉对混凝土强度和浆体数量两方面的影响。
总体来说,中低强机制砂混凝土弹性模量较河砂混凝土略低,而高强机制砂混凝土弹性模量较河砂混凝土略,且随石粉含量增加而呈降低趋势。
(7)机制砂混凝土的干缩率小于天然砂混凝土。
对于中低强度机制砂混凝土,石粉含量10%时,干缩率最大;对于高强度机制砂混凝土,石粉含量7%时,干缩率最大。
因受粗集料限制等因素的影响,石粉对机制砂混凝土干缩性能与机制砂砂浆的干缩性能变化规律有些差别。
(8)石粉对离析泌水情况的改善及其填充效应增加了混凝土的密实度,所以石粉能够增强混凝土的抗渗性能。
(9)中低强度机制砂混凝土的抗冻性能整体上低于同配比的河砂混凝土,有的机制砂混凝土抗冻结性只能达到F50,有的又可超过F150。
这可能与机制砂颗粒表面裂隙状况、级配等品质有关。
适量石粉(10~15%)有利于机制砂混凝土抗冻性能的改善。
因此,在采用机制砂配制抗冻性混凝土时,应重视机制砂品质的影响。
对抗冻性能有较高要求的中低强度机制砂混凝土,可采用引气剂进行配制。
(10)机制砂水泥砂浆的耐磨性与其中的石粉含量有关,在石粉含量小于10%时,机制砂砂浆耐磨性能好于河砂砂浆,石粉含量大于10%时,机制砂砂浆的耐磨性比河砂的要差。
(11)机制砂和石粉的岩性及机制砂中的石粉含量对混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能没有明显的不利影响,机制砂混凝土受硫酸盐的主要侵蚀性产物也为石膏。
2.4 制备出了与天然砂高性能混凝土具有同样优异性能的C60、C80机制砂高性能混凝土。
设计、优化了C60、C80机制砂高性能混凝土的配合比,充分研究了石粉、泥粉含量对机制砂高性能混凝土工作性、强度、体积稳定性和耐久性的影响,讨论了高石粉含量机制砂配制高性能混凝土时粉煤灰、矿渣粉等掺合料的掺量与作用问题。
2.4.1 C60机制砂高性能混凝土(1)在石粉含量 3.5%~14%范围,随石粉含量增大,机制砂高性能混凝土的坍落度基本不受影响,而坍扩度呈下降趋势,石粉含量越高、坍扩度下降越明显,且石粉改善了机制砂混凝土拌和物的粘聚性和保水性。
机制砂混凝土的抗压强度随石粉含量的增加呈逐步增大趋势,且石粉对其后期强度的增长无不良影响。