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機制砂在混凝土工程中的應用

更新時間:2020-08-19 17:05:43點擊次數:194次

01機制砂配置混凝土的優點
工廠化生產,質量可以得到保證。工廠生產可以從選材、破碎等一系列工藝流程上建立質量監控體系,生產條件好,砂的質量有保障。
砂的物理力學性能好??梢杂幸庾R地選擇硬質巖石生產機制砂,避免采用軟質、風化巖石,同時,含泥(塊)量可人工篩分控制?;瘜W成分與母材、碎石一致,對混凝土無負面作用,適合做高強混凝土。
機制砂的顆粒級配、細度模數可以根據工程的需要調整,結合母材的特點和混凝土的要求,調整機制砂的細度模數和顆粒級配。調整措施主要通過破碎設備、工藝流程的選擇來完成。
02機制砂配置混凝土的缺點
天然砂顆粒渾圓,表面光滑。天然中砂細度模數多為2.6~3.0,級配較好,對混凝土的工作性十分有利。機制砂顆粒尖銳,多棱角,表面粗糙,細度模數多為3.0以上,與天然河砂相比,機制砂的顆粒級配稍差,大于2.5mm和小于0.08mm的顆粒偏多,導致混凝土的和易性較差,容易引起混凝土的外觀質量缺陷。
機制砂母材的變化會引起機制砂質量的波動,給施工質量的控制帶來一定的難度。但是,機制砂的缺點可以通過選擇合適的碎砂設備、合理利用砂中含石粉量、調整砂率,以及選用合適的外加劑等措施來克服。
機制砂含有一定量的石粉。石粉和泥的粒徑雖然都小于0.075mm,但是他們的成分不同,細度相差也較大。泥顆粒大多小于0.016mm,而石粉顆粒大都在0.016~0.075mm之間。泥吸附在砂的表面,妨礙砂與水泥的黏結;而適量的石粉可填充在水泥、細砂的空隙之間,增強機制砂混凝土的工作性。
03機制砂混凝土的性能
硬化前混凝土的性能
機制砂混凝土硬化前的性能主要涉及混凝土的稠度、和易性(工作性)、可塑性、可加工性(可修飾性或可抹平性)等方面,這些性能并不是孤立的,而是有一定的相互關聯,是從不同的角度描述新拌混凝土的特性。其中,混凝土的和易性是非常重要的一個指標,它不僅表示混凝土澆灌成型的難易程度,也表示混凝土抵抗材料分層離析的能力?;炷梁鸵仔缘木唧w指標為坍落度。
在水灰比相同的條件下,機制砂混凝土坍落度要小于河砂混凝土,這主要是機制砂本身具有裂隙、空隙及孔洞,其有一部分顆粒為礦物顆粒集合體,這樣就增大了砂子的表面積,吸附了更多的水,導致混凝土的需水量增加,坍落度減小。相同條件下,配置相同坍落度的混凝土,機制砂比天然河砂需水量增加510kg/m3.機制砂混凝土的和易性與細骨料(砂)的級配和細度模數有關,同時,也牽涉到用水量、水泥用量、砂率等參數,還需要針對工程實踐進行深入研究。一般認為,細度模數以控制在3.0~3.4之間為佳。若細度模數太大,則粗顆粒太多,級配不合理,使混凝土的和易性變差,雖然摻入粉煤灰可以彌補上述缺陷,但成本也會相應提高,經濟上不合理;若細度模數太小,則小于0.075mm的細粉過多,需水量增大,混凝土強度降低,水泥用量增加。石粉含量也是影響坍落度的重要指標,石粉含量太低(小于5%)時,混凝土的和易性、沁水性較差,當石粉含量控制在6%~9%時,對混凝土的強度的影響不是很大,和易性也很好。按涵洞、隧道工程等混凝土外觀和抗壓強度都能滿足工程的質量要求。特別在工程造價方面,由于自然砂的當地價格是機制砂的3倍多,所以采用機制砂。
04機制砂混凝土的應用
機制砂在我國混凝土結構工程實踐中的應用還處于起步階段,為了推廣機制砂在混凝土特別是橋梁工程中高性能混凝土中的應用,還應開展深入、廣泛的研究。研究重點應包含以下幾個方面。
關于機制砂顆粒形狀、顆粒級配的研究
機制砂的顆粒形狀、顆粒級配影響混凝土的和易性、強度、抗干縮性及耐磨等性能。尤其是粒徑小于0.075mm的石粉的合理含量需要認真研究。不同粒形的機制砂對混凝土的和易性影響較大,片狀顆粒拌制的混凝土和易性較差,最理想的粒形是近似于立方體顆粒。機制砂中含有適量的石粉,不僅可提高混凝土的強度,還可改善混凝土的和易性,機制砂中的石粉控制在7%以內比較合適,但關于石粉的作用機理和合理含量仍有不同的意見。根據本公司應用機制砂的情況來看,嚴格控制石粉含量是比較困難的,這為在工程中充分利用機制砂提出了挑戰。
關于高效、優質制砂設備和制砂工藝的研究
凡是能經濟有效地加工出小于5mm的合格粒度級配的機械加工設備都可以作為制砂機械。
目前,磨碎機械、圓錐破碎機、反擊式破碎機、錘式破碎機、籠型破碎機、輥式破碎機和立軸沖擊式破碎機都可用于制砂。
中小企業使用顎式破碎機較多,生產工藝極為簡單,產品質量參差不齊?;炷劣脵C制砂對砂的顆粒形狀及級配有很高的要求。有的設備生產的砂粒片狀居多,有的存在過粉碎現象。為了生產出符合要求的優質機制砂,需要從設備選擇、工藝流程、質量控制等方面進行綜合研究。
隨著我國基本建設的不斷深入和環境保護的日益加強,自然砂的利用在很多方面都有了限制。面對建筑業需要砂量的增加,自然資源已不能滿足工程的需求,所以必須要在機制砂的利用上下工夫。如果機制砂使用取得成功,今后的施工組織將可能發生轉變,如在圍巖較好的隧道中施工,混凝土所需的碎石和機制砂就可以在掘進過程中得以解決。
關于機制砂混凝土配合比的研究
機制砂混凝土的配合比對混凝土的各種性能,如和易性、力學性能、耐久性能和混凝土表面質量都有非常重要的影響。應深入開展滿足各種強度等級、各類工作性能要求的機制砂混凝土的綜合試驗研究。通過在玉蒙鐵路工程中利用機制砂,發現還應重點研究石粉含量、砂率、水灰比對混凝土各種性能的影響。
關于機制砂混凝土攪拌設備的研究
在玉蒙鐵路工程中,利用機制砂攪拌混凝土,攪拌設備也是影響混凝土質量的一個重要因素。
機制砂混凝土的攪拌不宜采用小型攪拌設備。在施工之初,機制砂混凝土的攪拌采用與自然砂混凝土攪拌同樣的方法,結果不能滿足工程的質量要求。特別是少量混凝土的攪拌,決不能使用非強制性混凝土攪拌設備,否則混凝土的外觀質量難以保證。機制砂混凝土只有采用大型攪拌站或強制攪拌設備來攪拌,才能保證工程質量。
機制砂混凝土的應用須加強工程試驗
機制砂混凝土的使用應按要求合理設立工程試驗室,以加強對混凝土的配比、和易性、泌水性、抗凍、抗滲、抗壓強度、抗拉強度、抗折強度、抗彎強度、彈性模量、疲勞強度、收縮徐變、耐久性能等指標的及時監控,從而保證混凝土的質量。
05結語
目前,機制砂混凝土在施工實踐中應用較少,對這種混凝土的長期性能還缺乏深入的研究。這些性能主要包括收縮徐變性能、抗凍性能以及抗滲性能等耐久性指標。在今后的工程施工中應不斷加強研究,以完善機制砂混凝土的各種指標,使其在工程中得以廣泛的應用。
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