采用机制砂配制高强度混凝土

摘 要 :针对辽宁省高速公路施工特点 ,选择高质量的原材料配制 C50混凝土 ,提高桥梁上部构造的质量 ,降低成本。 

关键词 :机制砂 ;配合比 

中图分类号 : U214. 1+8 文献标识码 : B 文章编号 : 1673 - 6052 (2009) 03 - 0098 - 02

1 材料选择 

1.1 水泥 

         配制 C50及以上高标号混凝土 ,应采用矿物组成合理、细度合格的高强度水泥 ,一般常采用强度较高的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥 ,其强度是混凝土设计强度的 0. 9～1. 5倍 ,或略低于混凝土的强度 ,一般不低于 42. 5级的水泥 ;就经济方面考虑应掺加一部分高质量的粉煤灰或其他粉状性材料 ,把放热和干缩负作用减少到最低限度 ,结合本项目的施工实际 ,经过各方面的综合试验 ,本着“经济、实惠、运距近 ”的原则 , 决定选用凯里生产的险峰P042. 5普通硅酸盐水泥。 

1.2 粗集料 

          要制备高强度混凝土 ,应选用强度较高的粗集料 ,依据 JTJ041 - 2000标准 :集料强度不应小于要求配制的混凝土强度的 1. 5倍 ;外形应采用立方形的碎石 ;其粒径通常采用 5～20mm或 5～25mm规格的集料最为适宜 ;碎石压碎值 ≤12% ,针片状颗粒含量不宜大于 15% ,含泥量 (质量比 ) 不应大于1. 0% ,泥块含量 (质量比 )不应大于 0. 5%。贯彻“因地制宜 ,就地取材 ”的原则 ,本项目自建料场 ,采用反击破碎方法机制碎石 ,碎石为石灰岩。

         经过多次实验 ,调整 ,决定生产 5～25mm连续级配的碎石 ,级配合理 ,较容易生产 ,其它指标见表1。 

1.3 细集料 

        根据辽宁省当地的实际情况 ,细集料采用机制山砂。根据机制砂的特点 ,制定了相应的标准 :细度模数一般大于 2. 6,石粉含量不大于 10% ,泥块含量(质量比 )不应大于 1. 0% ;粒径大于 5mm的颗粒不得超过 10% , 小于 0. 16mm 颗粒含量不得大于20% ,压碎指标不得大于 35%。

         表 2为《山砂混凝土技术规程 》所要求的颗粒级配分区 , I区适用于 ≥C30的混凝土 , II区适用于砂的级配进行严格控制 ,结果如表 3。

         通过多次实验 :我们发现石粉的含量对混凝土的强度的影响很大 ,石粉含量越高 ,混凝土的强度随之降低 (见图 1)。

        当石粉含量小于 5%时 ,虽然混凝土可以得到较高强度 ,但是混凝土的和易性、泌水性较差 ,坍落度也会降低 ,不利于施工 ,经过实验以及在施工中的应用 ,我们把石粉含量控制在 6% ～9%之间 ,这样对混凝土的强度的影响不是很大 ,和易性、泌水性也很好。 

1. 4 外加剂 

        掺加适当的外加剂 ,可以提高混凝土的早期强度 ,加快脱模 ,提高模板周转率 ,这一点在预制梁生产中犹为重要 ,改善和易性 ,在保证强度的情况下 ,降低水泥用量。我们对几家大型外加剂厂家的外加剂进行了大量试验 ,最后选定意大利生产的马贝SR3高效减水剂。其主要性能 :掺量 0. 6% ～0. 8%。减水率大于 20% ,早期强度提高快 , 3d强度可提高60% ～80% , 7d强度提高 40～60% ,保持坍落度不变情况下节约水泥 10% ～15% ,且产品质量稳定。

 2 混凝土的配制 

2.1 水灰比计算 

        《普通混凝土配合比设计规程 》(JGJ55 - 2000)中的公式 w / c = 0. 46fce/ (fcu. 0 + 0. 46 ×0. 07fce)计算出水灰比。用 42. 5水泥配制 C50混凝土应尽量降低水灰比 ,这不但保证了混凝土强度 ,而且大大改善了混凝土耐久性和降低了混凝土的收缩、徐变值 ,掺用高效减水剂 ,改善和易性可以配出低水灰比的混凝土。

 2.2 集料的质量和用量 

        严格控制集料质量 ,根据表 1、表 3的结果 ,粗集料采用 5～25mm连续级配碎石 ,细集料采用石粉含量 6% ～9%的机制砂。在配合比设计中尽量降低粗集料空隙率和增加单方混凝土的用量 ,由此减少水泥用量 ,节约经费而且降低混凝土的收缩和徐变值。

 2.3 砂率的确定原则 

        由于机制砂的细度模数比较大 ,所以砂率相对于河砂要大一些 ,我们拌制了五组不同砂率的混凝土拌和物 ,其用水量及水泥用量均相同 ,砂率值以2%变化 ,测定每组拌和物的坍落度 ,并同时检验其粘聚性和保水性。坍落度 - 砂率关系图 ,如图 2所示 ,曲线最高点对应砂率的拌和物坍落度最大 ,粘聚性、保水性良好 ,我们认为是比较合理的砂率。

2.4 水泥和用水量确定 

       用质量法确定水泥浆的质量 ,然后换算水泥和水的质量 ,由于水灰比较小 ,拌和物干稠 ,我们根据施工工艺的需要加入水泥用量 0. 8%的马贝 SR3高效减水剂来调整混凝土的坍落度 ,提高混凝土和易性 ,便于施工且提高了混凝土的强度。确定单位用水量 160kg,水泥用量 471kg/m3,变化水灰比进行试配。 

2.5 初步配合比  

2.6 配合比调整 

        当试样调整工作完成后 ,应测出混凝土拌和物实际表观密度 ,计算出材料用量修正系数 :K =混凝土表观密度实测值 /混凝土表观密度计算值将配合比中每项材料用量均乘以修正系数 K,得出理论配合比。 

3 结束语 

        (1)机制砂可以作为一种细骨料应用于高标号混凝土中。由于自产机制砂的成本比较低 ,合理使用机制砂能取得良好的经济效益。 

         (2)机制砂在生产过程中受诸多人为因素影响 ,质量不稳定 ,所以要严格控制生产过程 ,确保机制砂质量。

         (3)掺加适量外加剂 ,提高混凝土早期强度 ,加快脱模 ,提高模板周转率。

         (4)合理掺加外加剂 ,改善混凝土稠度 ,增加混凝土强度 ,降低水泥用量 ,降低成本。

               

唯一能持久的竞争优势是胜过竞争对手的学习能力。——盖亚斯