人工砂中石粉对混凝土性能影响及其作用机理研究_洪锦祥
第22卷 第11期
2005年11月
公 路 交 通 科 技
Journal of Highway and T ransportation Research and Development
V ol 122 N o 111
N ov 12005
文章编号:1002Ο0268(2005)11Ο0084Ο05
收稿日期:2004Ο08Ο23
作者简介:洪锦祥(1976-),男,安徽安庆人,博士研究生,主要从事工程材料及路面结构研究1(hongjinxiang @s ohu 1com 1cn )
人工砂中石粉对混凝土性能影响
及其作用机理研究
洪锦祥
1,3
,蒋林华2,黄 卫1,缪昌文3,叶义群
3
(11东南大学交通学院,江苏 南京 210096;21河海大学材料系,江苏 南京 210098;
31江苏省建筑科学研究院,江苏 南京 210008)
摘要:研究石屑中石粉及其含量对混凝土性能影响,并通过XRD 、TG 、SE M 技术分析了其作用机理。结果表明,石粉含量在24%范围内,其含量越高,混凝土强度越高,抗冻、抗渗性越好;石屑混凝土的收缩变形、碳化和钢筋锈蚀性能与普通混凝土相当。石屑中石粉的填充效应、晶核效应、活性效应、吸水效应和形态效应的共同作用,改善了石屑混凝土的性能。
关键词:人工砂;石屑;混凝土;石粉含量;作用机理中图分类号:U414 文献标识码:A
Re search on the E ffect of Stone Powder Contained in Artificial Sand on
the Concrete Performance and I ts Acting Mechanism
HONG Jin Οxiang
1,3
,JIANG Lin Οhua 2,HUANG Wei 1,MIAO Chang Οwen 3,YE Yi Οqun
3
(11C ollege of T raffic and T ransportation Engineering ,S outheast University ,Jiangsu Nanjing 210096,China ;
21Materials Engineering Department ,H ohai University ,Jiangsu Nanjing 210098,China ;
31Jiangsu Architectural Research Institute ,Jiangsu Nanjing 210008,China )
Abstract :The effect of stone powder contained in artificial sand on the concrete per formance was studied in this paper 1The results showed that the higher the stone powder content within the limit less than 24%,the higher of the concrete strength and the better of frost resistance and im permeability ;and the carbonation and steel corrosion properties of stone Οchip concrete were not w orse than those of ordi 2nary concrete 1Furtherm ore ,the acting mechanism was researched by XRD ,TG and SE M 1I t is believed that the effects of filling ,nu 2clei ,shape ,s opping up and activity of stone powder w ould im prove the per formances of concrete 1K ey words :Artificial sand ;S tone chip ;C oncrete ;C ontent of stone powder ;Acting mechanism
0 前言
随着人工砂研究工作的不断深入,人工砂的应用技术日益成熟,但有些问题还存在争议。其中人工砂中石粉对混凝土性能影响及其作用机理、石粉的最佳含量及其上下限一直是争议较大的问题。有人认为石粉含量应限制在较低的范围内
[1,2]
,但有的通过试验
研究发现,高石粉含量人工砂对混凝土也没什么不良影响。文献[3]通过对石粉含量为12%、16%、
21%的混凝土性能进行了对比试验,得出了石粉含量
为16%的混凝土综合性能最优的结论。周中贵[4]
在对黄丹电站工程中所用的高石粉人工砂研究后,确定了最佳石粉含量为15%～18%。文献[5]的研究认为,不同岩性的石粉最佳含量虽有差异,但宜控制在
17%±2%。
为了对人工砂中的石粉有更深入的认识,本文研究了人工砂中石粉及其含量对混凝土性能影响,并通过XRD、TG和SE M等现代分析技术揭示其作用机理。
1 石屑特性
石屑表面比河砂粗糙,有尖锐棱角,含有一定量粒径小于0116mm的石粉。石屑会因产地和生产工艺的差别,其基本物理性能和矿物组成存在差异。本研究所用石屑的基本物理性能表见1,且将粒径小于0116mm的颗粒含量定义为石粉含量。氮吸附法测得粒径小于0116mm石粉的比表面积为119m2Πg,粒径小于0108mm部分(占石粉总量的2Π3)的比表面积为219m2Πg。
表1 石屑及对比试验用河砂的物理性能种类细度模数
表观密度
Πkg?m-3
堆积密度
Πkg?m-3
空隙率
Π%
石粉含量
Π%石屑21727801590421824
河砂217264015204214Π
石屑的主要矿物为方解石和白云石,含有一些石英,其化学成分见表2。
表2 石屑的化学成分%
烧失量S iO2Al2O3Fe2O3CaO M gO Cl-全硫以S O3计401968127110501603616311157010090141
注:烧失量大是由于碳酸盐分解造成的。
2 石粉对混凝土性能影响
混凝土试验按规范G B J80Ο85、G B J81Ο85、G B J82Ο85进行,配合比见表3。
表3 混凝土配合比
编号强度等级细集料石屑中的石粉含量Π%
配合比Πkg?m-3
W C S G
WΠC砂率S pΠ%坍落度Πmm
C20S
C20砂Π
1923366861265015735
43
86(0137%减水剂)
45(0125%减水剂)
50(0125%减水剂)
C20X24石屑24 C20X16石屑16 C20X10石屑10
C40S
C40砂Π
1934495891249014332
41
80(015%减水剂)
49(014%减水剂)
45(014%减水剂)
C40X24石屑24
C40X16石屑16
C40X10石屑10
注:石屑的石粉含量变化是将表1中石屑筛去一些石粉,含量为占石屑质量的百分数。
211 拌和物性能及强度
从表3可看出,同等级混凝土在水灰比相同的条件下,由于石屑中含有24%的石粉,导致混凝土的吸水率增大,其流动性比普通混凝土要差,但通过添加少量的减水剂便能有效改善其流动性,且比普通混凝土的保水性好、粘聚性强、泌水少,即和易性好。这主要是由于石屑中的石粉在拌和期间起到了水泥浆体的作用。此外,石屑混凝土的初凝和终凝时间均比普通混凝土略长,其密度和普通混凝土差不多,结果见表4。从表4还可以看出:(1)石屑混凝土的立方体抗压强度要高于同龄期同等级普通混凝土;(2)石屑混凝土28d 的劈裂抗拉强度要高于同等级普通混凝土。
表4 混凝土强度及拌和物性能
编号
立方体抗压强度ΠMPa
7d28d90d 劈裂抗拉强度ΠMPa
28d
凝结时间Πh
初凝终凝
密度Πkg?m-3泌水率Π%
C20X181426123116311471111152460414 C20S161321182914214171010182480610 C40X311544165213410551781924801146 C40S30113917481531685127192470319
此外,作者还通过正交试验研究了石粉含量5%、15%、24%对混凝土强度的影响,结果表明,在24%范围内,石粉含量越高,混凝土强度也越高[6]。
212 收缩性能
图1表明,石屑混凝土的收缩发展规律与普通混凝土相似,其收缩率总体来说与普通混凝土相当。石粉含量为24%、16%的石屑混凝土的收缩率比普通混凝土略大,石粉含量为10%的石屑混凝土收缩率与普通混凝土差不多,石粉含量为24%和16%的石屑混凝土收缩没有明显的差异,说明石粉含量虽对混凝土的收缩有影响,但影响不大。
213 耐久性
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第11期 洪锦祥,等:人工砂中石粉对混凝土性能影响及其作用机理研究
图1 混凝土收缩对比曲线图
表5试验数据表明:石屑混凝土的碳化和钢筋锈蚀性能与普通混凝土相当;但抗冻、抗渗性比普通混凝土好。C40普通混凝土的抗冻等级小于D25(25次循环后相对动弹性模量低于60%),而石屑混凝土达到了D50。抗冻试验都是在其相对动弹性模量低于60%而停止的,试件重量几乎没有损失,且在试验过程中笔者发现,普通混凝土在经过25次冻融循环后有两个试件的中间出现横向可见贯穿裂缝,而石屑混凝土没有;经过75次循环后,石屑混凝土外观均呈鱼鳞状,且起皮脱落,但C40X24的情况比C40X16、C40X10要好,说明在24%范围内,石粉含量越高,混凝土的抗冻性可能更好。C40普通混凝土抗渗等级为P14,而C20X10的抗渗等级也达到了P14, C20X16、C20X24抗渗等级要大于P14,纵向劈开发现C20X24的渗水高度为79mm,比C20X16的109mm 要小,这说明在24%范围内,石粉含量越高,混凝土的抗渗性越好。
表5 混凝土耐久性试验结果
编号
钢筋质量损失
试验前Πg试验后Πg锈蚀率l wΠ%抗渗等级或
渗水高度
碳化深度Πmm
3d7d14d28d
抗冻等级
D n
C20S76198676180001242P811127121931313316170ΠC20X2475170675153601224>P14(79)11160111631217319183ΠC20X16ΠΠΠ>P14(109)ΠΠΠΠΠC20X10ΠΠΠP14ΠΠΠΠΠC40S78112878100501157P146100712781558167
3 机理分析
试验直接用砂浆试样(普通河砂砂浆的水泥∶水∶砂=1∶019∶416;石屑砂浆的水泥∶水∶砂=1∶019∶418)代替从混凝土中取样,进行了XΟ射线衍射分析、热分析(TG)和扫描电镜分析(SE M)。
311 XΟ射线衍射分析
国内外的研究[7～10]普遍认为石粉中的CaC O
3微粒
具有活性效应,即CaC O
3微粒能与C3A反应生成碳铝酸盐,在这一点上绝大多数研究者达成了共识,只
是有人认为是生成单碳铝酸盐(C
3
A?CaC O3?11H2O),
有的认为生成三碳铝酸盐(C
3
A?3CaC O3?32H2O)。作者对不同石粉含量、不同龄期的石屑砂浆试样进行了XΟ射线衍射分析,没有发现碳铝酸盐的衍射峰,但这
并不能表明石粉中的CaC O
3微粒与C3A没有发生反应。这主要是因为反应生成的碳铝酸盐的量相对过少、其衍射峰很小造成的。
312 TG分析
TG分析结果表明,在600～1000℃范围内,石屑砂浆与普通砂浆的失重率差别比较大,石屑砂浆的失重率均超过30%,而普通砂浆不超过5%,这是因为石屑的主要矿物成分白云石和方解石分解造成的。
在100～600℃范围内,由于水化产物的脱水和分解,不管是石屑砂浆还是普通砂浆均出现了不同程度的失重。石粉含量为24%的石屑砂浆水化7、28、90d的失重率分别为2106%、2151%、5193%,这与随着龄期的增长水化产物逐渐增多的结论是一致的;石粉含量为16%、10%的水化28d石屑砂浆的失重率分别为2143%、2174%,说明在10%～24%范围内,石粉含量的变化对水化产物的生成没有太大的影响;而普通砂浆水化28d的失重率只有1185%,比石屑砂浆的失重率小。其原因是石屑中的石粉在水泥水化过程中起到了晶核作用(晶核效应),加速了水泥中C3S的水化[7～9]。当C3S开始水化时,便大量释放出Ca2+,Ca2+具有比[SiO4]4-离子团高得多的迁移能力,根据吸附理论,首先发生CaC O
3微粒表面对Ca2+的吸附作用,由于CΟSΟH和Ca(OH)2在CaC O3
表面上大量生长,导致C
3
S颗粒周围Ca2+离子浓度
降低,使C
3
S水化加速,从而加速了水泥的水化,且早期比后期更为明显。
此外,水化28d的普通砂浆在600℃前的失重率仅为1185%,比石屑砂浆7d的失重率都小。这一方
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面是由于石粉颗粒加速C 3S 水化的晶核作用前期比后期更明显
[9]
,另一方面是由于水化碳铝酸钙的生成主
要集中在7d 以前,至7d 后水化碳铝酸钙增加量明显减小。
313 SE M 分析
通过电镜扫描观察发现,不管石粉含量的高低和龄期的长短,石屑砂浆要比普通砂浆密实得多,石屑颗粒与浆体之间结合紧密,见图2
。
图2 石屑砂浆与普通砂浆SE M 照片
在石屑砂浆放大倍数<2000的扫描电镜照片中
没有发现气孔,在放大倍数>2000的照片中几乎没
有发现孔径大于5μm 的有害孔;而普通砂浆存在较多
的孔隙,且孔径较大,有的是接近200μm 的气孔(见图
2(b )、
(c )),这些气孔对混凝土的性能非常不利。这说明石屑砂浆中的有害孔比普通砂浆明显减少,石屑砂浆中的粗大孔和毛细孔减少,过渡孔和凝胶孔增多,即孔结构得到改善。这与一些同行的研究结果是一致
的。安文汉[2]
进行了石屑混凝土和普通混凝土孔结构的对比分析(见表6),认为石屑混凝土的孔隙特征得到明显改善,总孔隙率下降,其中粗大孔,毛细孔减少,过渡孔、凝胶孔增多,最可几孔径明显改善。
表6 孔结构分析数据[2]
试样名称总孔隙率Πm l ?g -1
粗大孔(>1μm )Π%
毛细孔(011～1μm )Π%过渡孔(10～100nm )Π%凝胶孔(<10nm )
Π%
普通混凝土
01178721451470132119石屑混凝土
011643
116
410
7112
2312
石屑混凝土的孔隙率之所以减小、孔结构之所以
得到改善,其主要原因是发挥了石粉的填充效应。此外,石屑中含有较多的石粉,石屑混凝土的需水量大,使得在水灰比和单位用水量相同的情况下,石屑混凝土的实际水灰比要小于普通混凝土,本文将此作用称为石粉的吸水效应。由于水灰比对孔隙率有明显影响,水胶比越小,孔隙率越小。
通过扫描电镜还发现,石屑砂浆与普通砂浆相比,其浆Ο集料界面得到明显改善。虽然早期石屑砂浆的浆Ο集料间存在明显的孔缝(见图2(d )),但随
着龄期的发展,可以看到,石屑颗粒表面布满了水化
产物,石屑砂浆中石屑颗粒的边缘与周围粘结得很好,边界已不清楚(见图2(f )、(g )、(h )),这也说明了部分CaC O 3在水泥的水化过程中参与了反应,改善了石屑颗粒的表面状态,有利于石屑颗粒与C 3S 水化产物之间的粘结,从而改善了石屑砂浆的界面。此外,经大量电镜观察发现,在石屑砂浆中很难找到生长在空间的大颗粒Ca (OH )2晶体,而它们却极易在普通砂浆中发现(见图2(a ))。从图2(a )可以看出,由于在贴近集料表面的水灰比值高,再加上砂粒与浆体结合得不如石屑紧密,存在孔缝,使得结晶产
物在此处集中生长,且晶体尺寸较大,在20
μm 左右,而石屑砂浆由于石粉中细分散的碳酸钙颗粒为晶体的生长提供了无数的核,晶体生长在CaC O 3颗粒表面,而不是在特定的位置局部生长成大晶体。此外,石屑砂浆界面的改善还与以下因素有关:(1)与普通砂浆相比,石屑中的石粉使得新拌砂浆的浆体量增加,使石屑砂浆的保水性增强、泌水率减小,减少了自由水在界面上聚集,因而利于浆Ο集料界面的改善;(2)石屑表面粗糙,带有尖锐棱角,不但使得集料与浆体的咬合力得到增强,而且有利于浆Ο集料界面的改善,即石屑的形态效应。
综合XRD 、TG 和SE M 分析所述,石屑混凝土之所以比普通混凝土的强度等性能有所改善,可以归结为石屑的5个效应,即石屑中石粉的填充效应、晶核效应、活性效应、吸水效应和石屑的形态效应。这5个效应的共同作用,促成了石屑混凝土的一增多、一
7
8第11期 洪锦祥,等:人工砂中石粉对混凝土性能影响及其作用机理研究
生成和二改善,即水化产物的增多、碳铝酸盐的生成和界面、孔结构的改善。具体解释是:石粉的填充效应,不但使毛细孔得到细化,而且使孔隙率减小,即孔结构改善;晶核效应加速了C
3
S的水化,从而使水化产物增多,并避免了晶体的集中生长;活性效应是
指石粉中的CaC O
3在与水泥中的C
3
A反应生成碳铝
酸盐的同时,还改善了石粉颗粒的表面状态,有利于石粉颗粒与水化产物间粘结强度的提高;石粉的吸水效应使得石屑混凝土的实际水灰比小于同配比的普通混凝土,石屑混凝土的保水性增强,泌水率减小,减少了自由水在界面上聚集,因而利于浆Ο集料界面的改善;石屑表面粗糙,带有尖锐棱角,不但使得集料与浆体的咬合力得到增强,而且有利于浆Ο集料界面的改善,这就是石屑的形态效应。石屑及其中石粉的这5个效应所产生的结果都有利于混凝土强度的提高和性能的改善。
4 对石屑中石粉含量问题的思考
一些研究者认为应严格控制石屑中的石粉含量在5%范围内[1];与此相反,一些研究者认为石粉含量在15%左右时为最佳[3～5]。作者认为,对石屑中石粉的最佳含量及上下限影响最大的可能是石屑的级配,包括细度模数、0116mm以上和0116mm以下颗粒组成,特别是0116mm以下颗粒的组成对石粉含量可能有较大影响。比如粗石屑和细石屑,其最佳石粉含量就可能不相同,同样的在0116mm以下颗粒中, 0108mm颗粒占大多数与0108～0116mm之间颗粒占大多数两中情况下石屑的最佳石粉含量也可能不一样;其次是石屑的形态,包括0116mm以上和0116mm以下颗粒的形态,特别是0116mm以下颗粒的形态,比如形态为圆形或方形与棱角形的相比,其最佳石粉含量就可能不一样。针对石粉的最佳含量及上下限这个问题,过去的研究都是从石粉含量对砂浆或混凝土的性能的影响这个角度入手,忽略了石屑本身,因此,建议研究石屑本身级配和形态等对石粉含量的影响可能会起到意想不到的效果。如果从这个角度研究取得成功,则可根据石屑的级配(包括细度模数、0116mm以上和0116mm以下颗粒组成)和形态(包括0116mm以下颗粒的形态)来确定其最佳含量及上下限。
5 结论与建议
(1)石屑混凝土比普通混凝土的保水性好、粘聚性强、泌水少;石屑混凝土的抗压强度及抗拉强度要高于同龄期同等级普通混凝土,抗冻、抗渗性比普通混凝土好;石粉含量在24%范围内,其含量越高,混凝土强度越高,抗冻、抗渗性越好;石屑混凝土的收缩变形、碳化和钢筋锈蚀性能与普通混凝土相当。
(2)由微观分析可知,石屑中石粉的填充效应、晶核效应、活性效应、吸水效应以及形态效应的共同作用,促成了石屑混凝土的性能改善。
(3)石屑中的石粉对混凝土的性能有着非常重要的影响,对石粉及相关问题的研究应高度重视,需作进一步深入的研究。建议从石屑本身入手,研究其级配和形态等对石粉含量的影响。
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人工砂混凝土性能研究
人工砂混凝土性能研究 1胶砂试验 1.1胶砂配合比为了解石灰石粉掺量对胶砂流动度和力学性能的影响，设计胶砂配合比，见表5。其中，标准砂、水的用量不变，分别为 1350g、225g。按GB/T2419-2005《水泥胶砂流动度测定方法》、 GB/T17671-1999《水泥胶砂流动度测定方法》分别测试胶砂的流动度、抗折强度、抗压强度，测试结果见表5。 1.2胶砂试验结果分析石灰石粉掺量对胶砂流动度的影响，如图1所示。由该图可看出，虽然用水量未变，但胶砂流动度依然随着石灰石 粉掺量的提高而增大，故也可认为石灰石粉具有一定的减水作用。图1石灰石粉掺量与胶砂流动度的关系石灰石粉掺量对胶砂的抗压强度、 抗折强度影响。随着石灰石粉的掺量增加，相同龄期的水泥胶砂抗折 强度、抗压强度均有不同程度的降低。 2混凝土试验 2.1混凝土配合比为了解石灰石粉掺量对混凝土拌合物性能和力学性 能的影响，以石灰石粉超掺50%、超掺部分等量取代人工砂设计混凝土配合比，其中，碎石、超塑化剂、水的用量不变，见表6。按 GB/T2419-2005《水泥胶砂流动度测定方法》、GB/T17671-1999《水泥 胶砂流动度测定方法分别测试混凝土的拌合物性能、抗压强度，测试 结果见表7。 2.2混凝土工作性能分析(1)掺入细度10%以内的石灰石粉的坍落度基 本都符合工程应用要求，随着石灰石粉量的增加，坍落度也增加，混 凝土的粘聚性好、泵送效果好、坍落度经时损失小。(2)石灰石粉混凝 土坍落度与扩展度随水胶比减小而增加，这与普通混凝土是一致的。(3)混凝土的坍落度随石灰石粉的掺量增加而增大，当掺量超过10%后，随掺量的增加而减小，而经时损失则随石灰石粉掺量增加而增大。
透水水泥混凝土配合比设计方法
3.3 透水水泥混凝土配合比 3.3.1 透水水泥混凝土的配制强度，宜符合现行业标准《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55的规定。强度怎么计算？ 3.3.2 透水水泥混凝土的配合比设计应符合本规程表3.2.1中的性能要求。 3.3.3 透水水泥混凝土配合比设计步骤宜符合一列规定： 1 单位体积粗骨料用量应按下式计算确定： 'g g m αρ=? 3.3.3-1 式中 m g —1m 3透水水泥混凝土中粗骨料质量，kg ，取值1300 kg ～1500 kg ； g ρ'—粗骨料紧密堆积密度，kg/m 3； α—粗骨料用量修正系数，取0.98。 2 胶结料浆体体积 ①当无砂时，胶结浆体体积按下式计算确定： 1(1)1p g void V R αν=-?--? 3.3.3-2 ' (1)100%g g g ρνρ=-? 3.3.3-3 式中 V p —1m 3透水水泥混凝土中胶结料浆体体积（水、砂与胶凝材料的混合物的浆体体积），m 3； νg —粗骨料紧密堆积空隙率，%； ρg —粗骨料表观密度，kg/m 3； R void —设计孔隙率，%，可选10%、15%、20%、25%、30%。 ②当有砂时，胶结料体积按下式计算确定： 1(1)1p g void s V R V αν=-?--?- 3.3.3-4 s s s m V ρ= 3.3.3-5 s s s g m m m β= + 3.3.3-6 式中 V s —1m 3透水水泥混凝土中砂的体积，m 3； ρs —砂的表观密度，kg/m 3； m s —砂的质量，kg ； βs —砂率，在8%~15%范围内选定； R void —设计孔隙率，%，可选10%~20%（路用透水砼）、20%~30%（植生透水砼）。 3 水胶比R W/B 应经试验确定，水胶比选择控制范围为0.25~0.35（0.33）。 4 单位体积水泥用量应按下式确定： /1 P b P W B V m R ρ= ?+ 3.3.3-7
机制砂高性能混凝土的配制及应用
机制砂高性能混凝土的配制及应用 周明凯，王雨利，王稷良，李婷婷，应国量 （武汉理工大学硅酸盐工程中心教育部重点试验室，武汉４３００７０） 摘要：机制砂相比天然砂而言，空隙率略小，但由于粒形和级配较差，不但会影响拌和物的质量，而且还会影响硬化后混凝土的性能。为了消除机制砂混凝土的不利因素，采用掺加高效减水剂和粉煤灰来提高混凝土的性能。利用“双掺”技术配制了Ｃ４０、Ｃ５０高性能混凝土，并在工程中应用，取得较好的经济效益和社会效益。 关键词：粉煤灰；机制砂；高性能混凝土 中图分类号：ＴＵ５２８．５６文献标识码：Ａ文章编号：１００３—１３２４（２００７）０１—００５８－０３ 机制砂颗粒有棱角、形状不规则，含有不少针片 状颗粒…，因而互咬合，流动阻力大，造成拌制的混凝土工作性较差，易产生离析晗Ｊ。机制砂表面较粗糙，机制砂粗糙度基本在１７．０—２１．１ｓ，而河砂的粗糙度为１４．８—１５．５ｓ【３ｊ。机制砂粗糙的表面增加颗粒流动阻力而对工作性产生不利影响，机制砂级配不良，通常是两头多中间少，即粗颗粒（２．３６ｍｍ以上）和细颗粒（Ｏ．１５ｌｎｌＴｌ以下）较多，但中间颗粒（尤其是１．１８～０．３ｍｍ之间）较少ＭＪ，配制的混凝土易于离析泌水，对混凝土强度也有不利影响。为了消除机制砂对混凝土造成的不利因素，不少专家采用粉煤灰和高效减水剂来配制机制砂，如田建平等配制了Ｃ５０粉煤灰机制砂混凝土，并在贵州某大桥主梁中应用瞪１；杨建辉等配制了粉煤灰机制砂自密实混凝土，并在工程中应用旧Ｊ，等等。 湖北省境内的沪蓉西高速公路全长约３２０公里，位于山岭重丘区，地势复杂、桥涵众多，仅宜恩段桥梁全长达５３９２７米，其中设特大桥３０座，中大桥１５３座，建设这些工程无疑需要大量的砂。湖北省 恩施州的天然砂资源已经枯竭，无砂可用，如果从岳阳调进河砂价格高达２８０形ｍ３，而在沿线采石，制备机制砂成本约为５０元／ｍ３，运输费用低廉。 于是，决定利用当地丰富的石灰石资源，来生产机制砂。通过掺加Ｉ级粉煤灰和高效减水剂配制了Ｃ４０、Ｃ５０机制砂混凝土，在多处大桥的空心板和预制Ｔ梁使用，取得了良好的经济效益和社会效益。 机制砂由于自身的特点，如级配较差、颗粒粒形不好、含有一定量的石粉、具有新鲜的颗粒表面，因此用它来拌制的混凝土，既有优点也有缺点，其优点如骨料和界面粘结好，配制的混凝土强度略高等…；缺点有拌制的混凝土和易性较差、需水和水泥量多、拌制的混凝土振动后易液化等。为了充分发挥它拌制的混凝土的优点，避免其缺点。在采用高效减水剂的基础上，又掺加了Ｉ级粉煤灰对其拌制的混凝土进行了改善。 １试验用原材料 １．１水泥 采用湖北华新“堡垒牌”４２．５级普通硅酸盐水泥，其性能指标见表１。 １．２骨料 粗骨料：恩施市福刚砂石料厂生产的５～２５ｍｍ连续级配碎石，压碎值７．５％，针片状含量４．４％，含泥量０．４％，表观密度２７２１ｋｇ／ｍ３。 ．５８．２００７年第１期—＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝一欢地登录山东建材信息网ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｄｊｃ．ｃｎ 万方数据
地面起砂原因及处理方法
地面起砂原因及处理方法 地面起砂是指混凝土由于某种原因导致地面起灰，不论怎么清扫都清理不干净的感觉，然后出现起皮起砂现象，严重时还会出现石子，对工作和生活带来极大的不便。因此在地面出现起砂时及时处理，就会提高地面使用寿命及降低成本。? 下面由地坪专家介绍一下混凝土起砂原因：? 1、水灰比过大：即拌合的混凝土水量大，导致混凝土表面泌水，降低混凝土表面强度。? 2、砂石料的级配不合理、含泥量高：骨料级配不合理、过细的土砂也易导致地面起砂，影响水泥的早期水化及混凝土的凝结。? 3、施工过程中的过分振捣：加剧混凝土表面的泌水，导致混凝土表面强度较低。? 4、养护不当：未能及时养护或养护不充分，暴晒或大风导致混凝土表面大量失水，表面得不到充分水化，导致强度较低。? 5、其它原因：压光时间掌握的不好、混凝土表面未达到一定的强度就上人作业、低温下施工混凝土表面受冻等。工地上常常使用界面剂搅拌水泥进行涂刮，希望将起砂部位覆盖，事实上这样不会达到预期效果，一般情况干燥后表层又会龟裂，剥落，大面积起壳。这是由于基层未处理好的原因，基层起粉，想通过覆盖达到修复的效果是完全错误的想法。? 地面起砂处理方法：
混凝土密封固化剂可以治理水泥地面起砂的问题。它的主要原理是：复杂的化学反应最终产物会堵塞、固封混凝土的结构孔隙，强度的提高带来表面硬度的提高，密实度的提高带来抗渗性的提高。减少水份流动的路径，即减少有害物质的侵入，从而大大增强了混凝土的抗化学物质的侵蚀能力。所以混凝土表面密封固化剂能带来长久的密封、坚固、耐磨、无尘的混凝土表层。? 渗透到混凝土里面的化合物与已凝结的混凝土中所含的半水化水泥，游离钙，氧化硅等物质经过一系列复杂的化学反应，产生硬质性物质，这些化合物最终会使混凝土表层的密实度提高，从而提高混凝土表层的强度、硬度、耐磨性、抗渗性等指标。 目前市面上比较火热两种地坪漆工艺：经济型环氧薄涂地坪和耐用型环氧自流平地坪漆。 环氧自流平地坪是指采用环氧树脂、固化剂、助剂、颜料、填料等涂料按照规定的配比在现场直接配比后采用自流平施工技术来施工的一种平整无缝的地坪漆。环氧地坪漆薄涂型地坪是指在施工中采用多次铺装后形成厚0.2~0.5mm的地坪涂层。环氧自流平地坪和环氧地坪漆薄涂型地坪同属于环氧地坪的应用类型，因此这两种地坪漆都拥有环氧地坪漆的性能，比如：洁净性好、防潮、防尘、表面装饰性好、颜色多样、整体成型等。? 环氧自流平地坪和环氧地坪漆薄涂型地坪的不同之处通常体现在以下几个方面，接下来把这两种地坪漆对比一下，以方便客户在挑选这两种看似相同的地坪时做参考。?
高石粉含量人工砂在混凝土中的应用研究
高石粉含量人工砂在混凝土中的应用研究 发布时间：2009-12-24文章作者：来源：中国商品混凝土网 摘要：通过高石粉含量人工砂的优选、高石粉人工砂混凝土力学性能和干缩性能的试验研究以及与大尺寸原级配混凝土的对比分析，证明了高石粉人工砂用于混凝土工程是可行的，它能提高混凝土力学性能，改善新拌混凝土和易性，提高混凝土抗裂能力。人工砂中石粉的最优含量为16%左右。混凝土干缩随石粉含量增加而增大，但骨料粒径与级配、试件尺寸大小等因素能改变、抑制和减小干缩率；在工程应用中，应加强对高石粉含量人工砂混凝土的早期养护。 关键词：人工砂；高石粉含量；混凝土；力学性能；干缩与自缩 人工砂作为一种新型的建筑用砂，已被正式列入国家标准［１］。天然砂的资源是有限的，其产源具有地域性，长期大量采挖会破坏生态。因此，无论是市场发展的需求还是环境保护的需要，都有必要考虑人工砂资源的利用。早在20世纪60年代，我国的一些行业和地区的工程建设中，已经开始使用人工砂［２］，如水利水电工程建设等。但是，多数建设单位对人工砂还较陌生，特别是人工砂在生产过程中会不可避免地产生较多石粉，这与天然砂有着显著的区别。近几年来，在高石粉含量人工砂的性能和应用方面开展了一些研究［３，４］，但是，还远不够完善。 本文结合棉花滩水电站建设工程中使用高石粉含量人工砂的可行性分析，进行了高石粉含量人工砂性能及应用研究，通过比较不同石粉含量的人工砂混凝土的性能，得出了最优石粉含量人工砂，并有效地改善和提高了混凝土性能，为工程建设以及拓展高石粉含量人工砂的应用提供了技术依据。 棉花滩水电站混凝土工程中既有碾压混凝土，也有常态混凝土；碾压混凝土用量为４５万ｍ３，常态混凝土用量为２５万ｍ３。生产混凝土所用的砂石骨料全部采用人工轧制，其中人工砂生产系统为瑞典斯维拉达公司的机械产品，工艺为干法生产。用于制作人工砂的岩石为黑云母花岗岩，矿物成分以钾长石、斜长石和石英石为主，含少量暗色矿物及黑云母。原状人工砂细度模数在２２～ ２８范围内波动，石粉含量为１９％～２２％（质量分数，本文中所涉及的掺量、含量均为质量分数）。原状人工砂石粉含量多，颗粒级配不合理，其中粗颗粒（１２５ｍｍ以上）和细颗粒（０１６ｍｍ以下）偏多。粒径小于００８ｍｍ的细粉含量约占石粉总量的33%。这种人工砂较适合碾压混凝土施工，但其
地坪起砂原因及处理方法
随着对地坪的持续使用，混凝土会出现起砂的现象，难以清扫干净，严重时还会出现石子，对日常使用造成很大不便，因此，在地坪起砂时搞清起砂原因并及时处理，可以避免后续出现的很多问题。 下面给大家介绍一下混凝土起砂原因： 1、水灰比过大：即拌合的混凝土水量大，导致混凝土表面泌水，降低混凝土表面强度。 2、砂石料的级配不合理、含泥量高：骨料级配不合理、过细的土砂也易导致地面起砂，影响水泥的早期水化及混凝土的凝结。 3、施工过程中的过分振捣：加剧混凝土表面的泌水，导致混凝土表面强度较低。 4、养护不当：未能及时养护或养护不充分，暴晒或大风导致混凝土表面大量失水，表面得不到充分水化，导致强度较低。 5、其它原因：压光时间掌握的不好、混凝土表面未达到一定的强度就上人作业、低温下施工混凝土表面受冻等。工地上常常使用界面剂搅拌水泥进行涂刮，希望将起砂部位覆盖，事实上这样不会达到预期效果，一般情况干燥后表层又会龟裂，
剥落，大面积起壳。这是由于基层未处理好的原因，基层起粉，想通过覆盖达到修复的效果是完全错误的想法。 地面起砂处理方法： 混凝土密封固化剂可以治理水泥地面起砂的问题。 它的主要原理是：复杂的化学反应最终产物会堵塞、固封混凝土的结构孔隙，强度的提高带来表面硬度的提高，密实度的提高带来抗渗性的提高。减少水份流动的路径，即减少有害物质的侵入，从而大大增强了混凝土的抗化学物质的侵蚀能力。所以混凝土表面密封固化剂能带来长久的密封、坚固、耐磨、无尘的混凝土表层。 渗透到混凝土里面的化合物与已凝结的混凝土中所含的半水化水泥，游离钙，氧化硅等物质经过一系列复杂的化学反应，产生硬质性物质，这些化合物最终会使混凝土表层的密实度提高，从而提高混凝土表层的强度、硬度、耐磨性、抗渗性等指标。
无砂透水混凝土配合比设计
无砂透水混凝土配合比设计 摘要：无砂透水混凝土具有多孔、透水性好、有一定的强度，在挡土墙台背作为排水或反滤结构。本文对无砂透水混凝土的配比设计进行了试验，分析影响无砂透水混凝土强度及渗透系数的因数。 关键词：无砂透水混凝土; 配合比; 渗透系数; 水灰比；孔隙率一、前言 无砂透水混凝土是由粗骨料、水泥和水拌制而成，又称多孔混凝土。它是由粗骨料表面包裹的一层水泥浆相互粘结而形成的孔穴均匀分布的蜂窝状结构，具有一定的强度和渗透性。用在挡土墙台背排水结构中，起到反滤和渗水作用，并可承受适当的荷载。具有透水性和过滤性好、施工简便、省料等优点。目前，无砂透水混凝土的研究及施工经验较少。对无砂透水混凝土的作用及质量的重要性认识不够，施工过程中也存在较多的不规范。 二、原材料的选择及试验方法 1、原材料 无砂多孔混凝土原材料的选择主要是水泥品种和强度等级；粗骨料的类型、粒径及级配 水泥：采用PC42.5普通硅酸盐水泥 2、配合比设计 配合比设计步骤 （1）确定水灰比范围
水灰比既影响无砂透水混凝土强度，又影响其透水性。对不同粒径、不同颗粒形状的骨料，其合理水灰比不同。水灰比过小，水泥浆过稠，水泥浆较难均匀地包裹在骨料颗粒表面，不利于强度提过，反之，如果水灰比过大，水泥浆又会从骨料颗粒表面滑下，包裹粗骨料颗粒表面水泥浆过薄，同样不利于强度的提高，同时由于水泥浆流动性过大，水泥浆可能把透水空隙部分或全部填实，也不利于透水。根据混凝土施工提供经验水灰比0.38～0.50。选择0.36、0.38、0.40、0.42、0.45五个水灰比。通过变动水灰比寻找一个最佳水灰比。 （2）确定骨料用量 1m3无砂透水混凝土的出骨料用量宜取紧密堆积状态下的碎石质量(1490kg/m3)。粗骨料用量过少，灰骨比过大，会使部分粗骨料颗粒漂浮在水泥浆中，影响无砂透水混凝土孔隙率和透水性能。（3）确定水泥用量 参照规范的经验数值250～350kg/m3。选择3个水泥用量水平270、300、330。 （4）试拌成型 将碎石和水泥装入搅拌机，边加水边搅拌，搅拌时间应比普通混凝土延长，本文中搅拌时间4min，以便水泥浆均匀包裹在骨料表面。 3、试验方法 （1）透水系数：采用定水位透水系数测定方法。渗透系数按照以下经验公式计算，精确至1cm/s。
混凝土路面起砂处理方法及修补材料介绍
水泥混凝土路面起砂怎么快速处理？水泥混凝土路面发生起砂现象的原因比较多，像施工、配比、养护等等原因都会造成起砂的情况。水泥路面起砂的直接表现是混凝土地面表层剥落、脱落，这使得混凝土表层强度降低，对混凝土地面的使用寿命产生影响。 水泥混凝土路面起砂怎么处理比较有效?混凝土地面起砂起皮现象比较常见，这种表层类损坏也是常见的混凝土路面病害之一，水泥混凝土道路出现这种表层类损坏，但是其基础比较稳固，强度较好的，在这种情况下，就可采用汇能技术工艺对损坏道路进行快速修复。 水泥混凝土路面起砂处理方法：1.对损坏地面进行铣刨清理；2.清水冲刷湿润；3.汇能路桥专用修补材料加水搅拌均匀，人工铺装补平；4.修复后2小时开放交通。施工流程图如下： 水泥混凝土道路出现损坏一般是采取打掉换板或者加铺沥青混
凝土，这种传统工艺不仅工期长、造价高、污染环境、资源浪费严重，弊端比较突出。汇能技术工艺无须动用大型机械设备，施工简单快捷高效，修复后1-2小时就能开放通行！ 汇能路桥科技针对混凝土路面起砂问题给出的可行的处理方案：使用汇能生产的bc型快速修补材料在病害部位进行薄层罩面修复。 使用该材料修复混凝土路面起砂、起灰、起皮等问题具有以下几个方面的优势： 1、快速修补，避免因为施工而耽误工作活动。 2、粘结性能好，抗压、抗折强度是普通混凝土的2倍。 3、耐霜冻和硫酸盐腐蚀，无毒、无腐蚀性。 4、美观，色差小，热胀冷缩系数与基层混凝土基本一致。 5、施工简单、快捷，能在严寒、潮湿环境下使用，可作为抢修材料。 因此，在针对混凝土路地面起砂的修补中，我们建议就应该选择最合适的材料，力争一次将病害治理好，省去后期反复修补的麻烦，针对混凝土地面起砂的修补，要依靠材料的粘结力和强度来解决，使用粘结力大，强度高的混凝土路面修补料，可以更好地治理好病害，更能有效地减少病害治理的费用，最大限度地避免补费用的浪费，一次性将病害治理到位，延长道路的使用寿命。 水泥混凝土路面起砂处理，就用河南汇能路桥生产的水泥路面快速修补料能更简单，更安全，更有效解决水泥路面起砂、起皮、漏石子等病害，修补后的新路面保证不脱、不裂、持久耐用，帮您解决一
人工砂中石粉含量对混凝土性能影响研究
人工砂中石粉含量对混凝土性能影响研究 发表时间：2018-10-17T14:57:12.147Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第14期作者：刘高峰李静梅 [导读] 水泥为重庆某牌P．O42．5R普通硅酸盐水泥；粗集料为5～20mm连续级配碎石。 中交一公局重庆城市建设发展有限公司重庆 402160 摘要：本文通过试验，得出人工砂中石粉含量对混凝土技术性质影响应当以混凝土的不同强度等级区别处理，低强度等级的混凝土石粉掺量在16%以内时，随石粉含量的增加，强度、工作性都逐渐提高，当含量为16%时效果达到最佳。中等强度等级的混凝土，4%～12%的石粉含量使混凝土的工作性和强度呈最佳。 关键词：人工砂；石粉；混凝土；抗压强度 1 原材料及试验方法 1.1 原材料 水泥为重庆某牌P．O42．5R普通硅酸盐水泥；粗集料为5～20mm连续级配碎石，使用的人工砂表面粗糙，细度模数为3.0，表观密度为2.75g/cm3，堆积密度为1.58g/cm3，孔隙率为43%左右，是从重庆某地区开采出，属于表层岩石，无风化，母岩主要成分为石灰岩；减水剂为BRS聚羧酸高效减水剂，减水率20% 1.2 混凝土拌和物性能试验 依据《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》JTGE30－2005来试验，坍落度试验采用T0522－2005试验方法进行。 1.3 混凝土抗压强度试验 依据《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTGE30－2005）进行测试，采用T0553－2005进行试验，混凝土抗压强度试件尺寸为150mm×150mm×150mm立方体试件。 2 含石粉的人工砂基本性能对水泥技术指标的影响分析 试验首先对含石粉的人工砂在不同石粉掺量条件下，分析了石粉对水泥的标准稠度、凝结时间、安定性、强度进行试验分析，结果如表1所示。 从表1的试验结果来看，从零掺量开始，直至掺量达到20%，只是在掺量达到16%以上时，胶砂强度降低，分析出机制砂中的石粉是与母岩成分相同的石灰岩粉末，它不对水泥的凝结硬化过程产生影响，可以判断它是一种惰性材料，在水泥凝结硬化过程中只起到了一个掺合作用，并且掺量在12%以内时，对水泥的标准稠度用水量、初终凝时间、安定性和抗折、抗压强度没有明显的作用，随着石粉掺量的逐渐增加，石粉的比表面积加大了整体集料的比表面积，而水泥浆体的数量没有发生变化，对水泥的硬化效果产生影响，掺量达到20%时，强度明显降低，初凝和终凝时间延长。 3 石粉含量对混凝土坍落度和强度的影响 在分析对水泥混凝土技术性质的影响时，各项试验根据混凝土的不同强度等级进行分类，这样便于分别得出针对性的结论，表2是不同石粉含量对不同强度等级的混凝土坍落度和抗压强度的影响。
高性能混凝土---试验知识
第一部分 高性能砼试验知识 目 录 1高性能砼的定义 1 2高性能砼的原材料 3 2.1水泥 3 2.2粉煤灰 5 2.3细骨料 6 2.4粗骨料 9 2.5外加剂 12 2.6水 14 3高性能砼配合比的选定依据 15 3.1 砼的强度等级 15 3.2砼耐久性设计参数 15 3.3砼中氯离子 20 4砼配合比换算 20 5施工中砼的检测项目及检验批次控制 21 5.1塌落度 21 5.2含气量 21 5.3施工质量控制 21 第一部分 高性能混凝土试验知识 1 高性能混凝土的定义 高性能混凝土一词是从英文High （高级的、高科技的） Performance （履行、演出、行为） Concrete （混凝土）翻译过来的，简称(HPC)。对于高性能混凝土在不同的国家、不同学者依照各自的认识、实践、应用范围和目的的要求的差异，对高性能混凝土有不同的定义和解释。 美国国家标准与技术研究所（NIST ）与美国混凝土协会（ACI ）于1990年5月召开的讨论会上提出：高性能混凝土是具有某些性能要求的匀质混凝土，必须采用严格的施工工艺，采用优质材料配制的，便于浇捣，不离析，力学性能稳定，早期强度高，具有韧性和体积稳定性能的耐久性的混凝土，特别适用于高层建筑，桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑结构。 1992年法国Malier Y A 认为：高性能混凝土的特点在于有良好的工作性、高的强度和早期强度、工程经济性高和耐久性，特别适用于桥梁、港工、核反应堆以及高速公路等重要的混凝土建筑结构。 对于不同的工程和应用部门对于高性能混凝土也有不同的要求，会提出不同的性能指标。例如： 1.1 公路工程应满足下列要求 A 水胶比不大于0.35; B 耐久性指数大于80% C 4h 抗压强度高于17.2Mpa,或24h 抗压强度高于34.5Mpa,或28d 抗压强度高于68.9Mpa 。 1.2 桥梁工程 A 水胶比不大于0.4; B 强度高于41.4Mpa;
透水混凝土配比公式完整版
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透水混凝土配合比设计方法 3材料⑷ 原材料 水泥应釆用强度等级不低于级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，质量应符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB 175的要求。不同等级、厂牌、品种、出厂日期的水泥不得混存、混用。 外加剂应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB 8076的规定。 透水混凝土采用的增强料按表选用。 透水混凝土粗骨料 表粗骨料的性能指标 细骨料
植生透水混凝土性能符合发下表 表路用透水混凝土的性能
透水水泥混凝土配合比 透水水泥混凝土的配制强度，宜符合现行业标准《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 53的规 定。强度怎么计算？ 透水水泥混凝土配合比设计步骤宜符合一列规定: 1单位体积粗骨料用量应按下式计算确定： 式中zz∕-lm 3透水水泥混凝土中粗骨料质量，kg,取值 瓦一粗骨料紧密堆积密度，kg/m 3； 。一粗骨料用量修正系数, 2胶结料浆体体积 ①当忙砂!时，胶结浆体体积按下式计算确定: 式中Ji-Im 3透水水泥混凝土中胶结料浆体体积（水、砂与胶凝材料的混合物的浆体体积），m 3； 乙一 粗骨料紧密堆积空隙率，%; 厲一粗骨料表观密度，kg/m 3； 血L 设计孔隙率，%,可选10%X 15%、20%、25%、30%o ②当■时，胶结料体积按下式计算确定： 式中K-Iln 3透水水泥混凝土中砂的体积，m 3； PZ —砂的表观密度，kg/m 3； 血L 设计孔隙率，％,可选10%^20% （路用透水磴） %"30% （植生透水磴）。 3水胶比尽B 应经试验确定，水胶比选择控制范围为~（）|。 4单位体积水泥用量应按下式确定: 式中3透水水泥混凝土中胶凝材料（水泥+掺合料）质量，kg∕m 3,植生混凝土约 150~250kg,路基或路面透水混凝土约300kg'450kg∣; Za=-Im 3透水水泥混凝土中水泥质量，kg ： Λ?-Im 3透水水泥混凝土中掺合料质量，kg ； ZBr-Im 3透水水泥混凝土中水的质量，kg ： 1300 kg ?1500 kg 皿一砂的质量, 仗一砂率，在 范圉内选定;
混凝土路面起砂的修补办法有哪些
混凝土路面起砂的修补办法有哪些 混凝土路面起砂是我们经常会遇到的问题，也就是我们一般所说的混凝土浅层缺陷的修补，应包括混凝土表层破损深度不超过钢筋保护层的混凝土构件修补。 关于修补材料宜选用聚合物水泥砂浆、环氧树脂水泥砂浆、防水材料、微膨胀水泥砂浆等，面积较大时可采用喷射砂浆或混凝土。 混凝土浅层缺陷修补的施工应满足下列要求： 1、混凝土表面应凿毛，并露出混凝土坚硬部分，表面的松散层、附着物、油污、污垢、灰尘等应清除干净。 2、配制修补材料时，应称量准确，搅拌均匀。 3、裸露钢筋应除锈，并涂一薄层环氧浆液，在尚未固化前再压抹修补材料。 4、修补材料应具有一定的可使用时间，满足被粘混凝土构件的定位、调整等施工时间。
5、修补材料一次或分次嵌入缺陷，并抹平修整。 通过上面的修补材料的正确选择，再加上修补施工时注意事项，细心处理好，可以让路面平整，修补缝隙也不会太明显，整体路面也美观。 郑州永固路桥材料有限公司专注于水泥路面修补养护新材料的研发与销售，秉承让水泥路面修补更简单的宗旨，研发生产了更具经济性和实用性的水泥路面修补料，帮助广大客户快速解决了工程中的难题，获得了新老客户的一致好评！ 本公司研发生产的水泥路面快速修补料，施工简单，通车快速，渗透性强，与混凝土相溶为一体，高抗折，高耐磨，后期无衰减，与原路面基本无色差，真正做到一次性修复水泥混凝土路面起灰、起砂、起皮、露骨、麻面、冻融、坑洞、啃边、裂缝、断板、断角等病害，恢复道路性能，大幅延长道路寿命，降低养护成本。 以质量求生存，以信誉求发展，以专业的服务为您解决后顾之忧。
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关于人工砂的应用
关于人工砂的应用 摘要：在天然砂用量急速增大、自然资源面临巨大消耗的情况下，人工砂的应用愈来愈广泛，本文结合项目应用实例，主要介绍分析了人工砂的性能，还有影响人工砂应用推广的因素以及提出综合应用的看法。 关健词：混凝土、人工砂、资源、经济、应用 Abstract: With natural sand dosage rapidly growing, natural resources facing huge consumption, the application of artificial sand becomes more and more extensive, combining with the project application examples, and the major introduction and analysis of the performance of the artificial sand, and influence factors of artificial sand application promotion, the paper puts forward comprehensive point of view about application. Key Words: concrete, artificial sand, resources, economic, application 1概述 近几年来国内建筑用砂已日趋紧张，资源消耗巨大，而且对砂石品质提出了更高的要求。而缓解资源紧张的最佳选择就是用人工砂来代替天然砂或者与天然砂混合使用。人工砂是经除土处理的机制砂、混合砂的统称，粒径小于4.75mm 的颗粒。人工砂的出现解决了人类建筑资源紧张的局面。它不但可以弥补天然砂资源的中、粗砂供应不足现状现象，也可以人工调配砂的级配，砂的成分可以人工控制。又可以充分利用废弃的各种尾矿或废石达到到综合利用的目的。人工砂作为建筑用砂中的一种，得到了国家的支持，于2002年颁布了《建筑用砂》规范，为我国人工砂的使用提供了相关技术要求和试验准则。另外人工砂资源的利用和发展，对建设节约、环保也有着深远的意义。砂资源的短缺为人工砂推广应用打开了广阔的发展空间。 2适用范围及应用实例 2.1机制砂适用范围 机制砂可配制出从C10至C70的普通砼和泵送砼以及砂浆。它的主要特点是基本为中砂，细度模数在2.6－3.3，颗粒级配稳定、可调，含有一定量的石粉，除150μm的筛余有所增加外，别的筛都符合1、2区砂的要求，机制砂多呈三角状且表面粗糙，棱角尖锐，粒型合理。目前我国高性能砼是研究和发展的主要方向，它不但在性能和耐久性上具有优异性，且充分利用工业中的废料，由于机制砂中石粉的微细颗粒起到了填充作用，提高了砼的强度。所以选择加工合理控制石粉的含量就可以配制出高性能的砼。
机制砂高性能混凝土在贵广高铁的应用实践
机制砂高性能混凝土在 贵广高铁的应用实践 曾军试验室主任 中铁二局一公司贵广高铁一项目部 摘要：就地取材用洞渣生产优质机制砂，碎石，用25% 95级矿微粉，25%Ⅱ级粉煤灰50% 42.5 P.O水泥，掺聚羧酸减水剂，配制C20-C40等级混凝土，用水量为150-160 kg/m3，，水胶比0.5-0.38，总胶凝材料为300-408，设计选定配合比，加上强有力的施工管理，使混凝土结构高性能化，满足100年耐久性技术标准要求。 关键词：技术条件、机制砂、水洗、配合比成分、耐久性 一、引言 混凝土是工程建设最主要、用量最多的工程材料，混凝土的耐久性直接关系到工程结构物的使用寿命，是关系着国家建设千秋功业的大事。 近代混凝土应用技术经历着许多挫折和变革，挫折反应在不少混凝土结构是不耐久的，设计使用寿命为50年，而在严酷的条件下经20年、10余年或更短的时间就劣化、破坏，需要维修、加固，甚至拆除重建，造成巨大的浪费和环境压力，挫折促使混凝土工作者、建造师们在普通混凝土基础上研究、发展高性能混凝土技术，使之成为混凝土技术发展的主要方向。 铁道部从80年代末立项研究混凝土劣化，历经高强混凝土研究阶段，高性能混凝土研究和应用阶段，特别是经过青藏铁路的工程实践，对高性能混凝土的推广应用有较为明确的认识。强调高性能是与耐久性相关的，高铁混凝土工程必须将耐久性放在首位，无论混凝土强度等级高低，都应满足高性能混凝土技术条件，达到耐久性指标。 二、工程概况 贵广高铁设计行车速度250km/h(预留进一步提速条件)，设计使用年限100年。中铁二局一项目部管段线路全长36.39km，共有桥梁工程9301m/37座，其中特大桥4861.6m/6座，隧道21017m/15座，其中平寨隧道7. 1km，太阳庄隧道4. 5km，且为一级风险隧道。该管段桥、隧相连工程艰巨，混凝土数量大，仅高性能砼一项就达105万方。管段内分设八个施工队，建9个搅拌站利用隧道出碴或就近建砂石场制备砂、碎石，配制机制砂高性能混凝土。 三、混凝土技术条件及基本要求 1、混凝土强度满足设计要求
混凝土配合比
混凝土配合比 轻混凝土是指表观密度小于1950kg/m3的混凝土。可分为轻集料混凝土、多孔混凝土和无砂大孔混凝土三类。轻混凝土的主要特点为： 1．表观密度小。轻混凝土与普通混凝土相比，其表观密度一般可减小1/4～3/4，使上部结构的自重明显减轻，从而显著地减少地基处理费用，并且可减小柱子的截面尺寸。又由于构件自重产生的恒载减小，因此可减少梁板的钢筋用量。此外，还可降低材料运输费用，加快施工进度。 2．保温性能良好。材料的表观密度是决定其导热系数的最主要因素，因此轻混凝土通常具有良好的保温性能，降低建筑物使用能耗。 3．耐火性能良好。轻混凝土具有保温性能好、热膨胀系数小等特点，遇火强度损失小，故特别适用于耐火等级要求高的高层建筑和工业建筑。 4．力学性能良好。轻混凝土的弹性模量较小、受力变形较大，抗裂性较好，能有效吸收地震能，提高建筑物的抗震能力，故适用于有抗震要求的建筑。 5．易于加工。轻混凝土中，尤其是多孔混凝土，易于打入钉子和进行锯切加工。这对于施工中固定门窗框、安装管道和电线等带来很大方便。 轻混凝土在主体结构的中应用尚不多，主要原因是价格较高。但是，若对建筑物进行综合经济分析，则可收到显著的技术和经济效益，尤其是考虑建筑物使用阶段的节能效益，其技术经济效益更佳。 一、轻骨料混凝土 用轻粗骨料、轻细骨料（或普通砂）和水泥配制而成的混凝土，其干表观密度不大于1950kg/m3，称为轻骨料混凝土。当粗细骨料均为轻骨料时，称为全轻混凝土；当细骨料为普通砂时，称砂轻混凝土。 （一）轻骨料的种类及技术性质 1．轻骨料的种类。凡是骨料粒径为5mm以上，堆积密度小于1000kg/m3的轻质骨料，称为轻粗骨料。粒径小于5mm，堆积密度小于1200kg/m3的轻质骨料，称为轻细骨料。 轻骨料按来源不同分为三类：①天然轻骨料（如浮石、火山渣及轻砂等）；②工业废料轻骨料（如粉煤灰陶粒、膨胀矿渣、自燃煤矸石等）；③人造轻骨料（如膨胀珍珠岩、页岩陶粒、粘土陶粒等）。 2．轻骨料的技术性质。轻骨料的技术性质主要有松堆密度、强度、颗粒级配和吸水率等，此外，还有耐久性、体积安定性、有害成分含量等。
高速公路水泥混凝土路面起砂修补方法
混凝土路面起砂怎么处理？中国的公路建设正在全面建设，尤其是水泥路面的建设，可谓是突飞猛进。随着时间的推移，这些公路的路面迟早会由于老化和损毁而需要修复。 在重型货车车辆荷载超重、气温、雨雪等多种因素的共同作用下，随着水泥路面的使用年限增长，水泥混凝土路面将不可避免地出现不同程度的损毁。如何修复被损毁的水泥路面，取决于路况、损毁原因、交通量、经费以及设计者对路面各方面的综合考虑。最常用的修复方法有以下几种： 1、等待路面彻底损毁或者到达一定程度后彻底毁掉病害路面，此方法用于路面出现起砂、起皮、露石子等病害现象之后等其破损严重直接打掉重新铺装，这样会严重影响交通的安全性，水泥混凝土养
护时间又长，重新打掉换板的成本一般在150-200元/㎡左右，比较贵，是一种比较被动的做法。 2、混凝土路面修复。此技术主要用于对水泥混凝土路面的局部维修。原路面的整体结构应基本完好，但有局部路面板裂缝，伸缩缝损坏，或路面摩擦系数偏低等损毁。操作方法也较为简单只要先清理病害路面，清除表面浮沙，高压水枪冲洗湿润地面；将友途水泥路面修补材料加水搅拌；铺设材料，抹平收光；2小时左右凝固通车。水泥路面起砂、起皮、露石子修补时一般采用表面薄层修补就可以了，在这里需要注意的是，薄层修补对材料的粘接力要求就比较高，所以选用什么样的修补料很关键。这种修补之后的路面强度和粘结力高，且还能保持外观颜色和原有路面基本一致，在防冻抗渗性能也是不俗。 3、混凝土破碎。此法要先将旧水泥混凝土路面板击碎成小尺寸的混凝土块，以形成类似于砾石基层的水泥块基层。在此基层上加铺沥青混凝土面层，加铺沥青层成本在50-60元/㎡左右，此方法虽然可以清除沥青混凝土面层的病害，但是沥青与水泥的粘接强度不足，特别是在雨天，经过车辆的碾压，很容易脱落。 4、锯缝和填缝。此法先在旧水泥混凝土面层上加铺沥青混凝土面层，然后沿水泥板接缝处将沥青面层锯缝并填缝。这是为了将反射裂缝固定在锯缝下面。由于锯缝已被填充，可防止水分沿缝进入路面结构引起路面受损，但是其缺点也很明显就是与遇到恶劣天气填充的沥青材料和水泥粘结不牢很容易脱落。
关于机制砂中石粉作用的研究
关于机制砂中石粉作用的研究 蔡珠舒乐倩李铁锋 （中交四航工程研究院有限公司交通运输部水工构造物耐久性技术交通行业重点实验室， 广东广州510230） 摘要：机制砂中石粉含量波动较大,对混凝土的性能影响显著,现场控制较为困难。本论文通过理论分析辅以部分试验，从不同的视角分析机制砂中石粉的具体作用，从而指导现场施工配合比的调整。 关键词：机制砂，石粉含量，理论分析，试验 The study on the effect of crusher dust in artificial sand CAI Zhu SHU Le-qian LI Tie-feng （CCCC Fourth Harbor Engineering Institute Co., Ltd. Key Laboratory of Harbor & Marine Structure Durability Technology Ministry of Communications, Guangzhou 510230,China） Abstract:The crusher dust content of artificial sand rises and falls in a wide range. At the same time it makes big difference to the mechanical properties of concrete, while it could be difficult to control on the site. This paper concentrated on the specific effect of crusher dust in artificial sand by theoretical analysis supplemented with some experiments from various angles, to guide the construction site mix adjustment. Keywords:artificial sand; crusher dust content; theoretical analysis; experiments 0 前言 由中交四航局承建的云桂铁路云南段三标段(DK407+070～DK473+300)全长64.571km，位于云南省广南县境内，线路经过莲城、旧莫、珠琳三个乡镇。铁路设计等级为双线Ⅰ级，路段旅客列车最高行车速度200km/h预留250km/h，标段内共有50个区间路基段，全长15.228公里；桥梁26座，全长10.93公里；隧道22座，全长38.413公里；预制箱梁249榀。混凝土设计强度等级C20~C50，结构实体用混凝土均为高性能混凝土，局部路基加固处理采用强度大于15MPa的CFG桩。 本标段处于滇桂交界地带，线路行走于云贵高原与广西盆地间的斜坡地带，即两大地貌单元的过渡区，沿线地形起伏剧烈，属典型的山岭重丘区，交通运输极不发达，沿线河砂严重匮乏。该地区岩石以质地坚硬的石灰岩为主，考虑到工程任务中隧道所占比例较大，可充分利用隧道开挖后的石渣，为便于施工管理，降低成本，除预制梁外均采用机制砂拌制混凝土。自2010年5月进场后，对当地采用石灰岩生产的机制砂进行检测，石粉含量普遍较高，细度模数较大，具体检测结果见表1。
机制砂高性能混凝土在桥梁工程中的应用
机制砂高性能混凝土在桥梁工程中的应用 发表时间：2019-04-28T09:57:27.140Z 来源：《基层建设》2019年第6期作者：李卫华 [导读] 摘要：近年来，伴随我国建筑工程行业的不断发展，工程建设中对于各类资源的需求量也在不断增加，过度的开采和使用使得天然砂的数量和质量都在下降。 浙江省隧道工程集团有限公司浙江杭州 310000 摘要：近年来，伴随我国建筑工程行业的不断发展，工程建设中对于各类资源的需求量也在不断增加，过度的开采和使用使得天然砂的数量和质量都在下降。同时，一些地区的政府也提出了天然砂的限采规定，这就使得天然砂与混凝土用砂的供需矛盾进一步加剧。为了有效解决这一情况，机制砂应运而生，其在高性能混凝土中的应用进一步提升了混凝土的性能，同时也减少了对天然砂的开采。鉴于此，文章对机制砂高性能混凝土在桥梁工程中的应用进行了研究，以供参考。 关键词：机制砂；高性能混凝土；桥梁工程；应用措施 1机制砂高性能混凝土的性能分析 1.1力学性能 混凝土的基本力学性能主要表现在抗弯曲力、抗拉力、粘结力度以及抗折断性等，在混凝土中添加机制砂可以有效提升混凝土的力学性能，因为机制砂多有岩石破碎而成，与天然砂相比，其质地更为坚硬，且机制砂的表面更加粗糙、棱角较多，对于提升界面的粘结力作用明显。除此之外，机制砂所含的石粉也可以对混凝土中的空隙进行有效改善，从而进一步提升混凝土的力学性能[1]。 1.2耐久性 耐久性指的是混凝土在使用过程中，抵抗特殊气候和环境腐蚀以及荷载压力的性能。混凝土的空隙与混凝土自身的抗冻结性能和抗渗性能有着直接的关系，混凝土的密实度高则空隙也相对较小，其抗渗和抗冻结能力也就相对较强。在混凝土中应用机制砂可以有效减少混凝土内部的空隙，提升混凝土整体密实性，从而使混凝土的抗渗、抗冰冻和抗腐蚀性能得到有效提升。通过相关实验的对比，机制砂高性能混凝土的耐久性较普通混凝土而言，高出了30%~50%左右。 2机制砂高性能混凝土在桥梁工程中的应用 2.1配合比设计要点 2.1.1高性能机制砂混凝土配合比设计 配合比计算结合清华大学矿渣硅灰高强混凝土配置方法，通过更改和修改部分假设参数来实现混凝土的配合比计算。 （1）配合比参数假设：单位用水量170kg；混凝土含气量1.0%；水泥：掺和料体积比=3：1；硅灰：矿粉体积比=2：3；机制砂砂率0.39。 （2）配合比计算：水泥质量432kg/m3；矿粉的质量70kg/m3；硅灰质量40kg/m3。细骨料用量682kg/m3；粗骨料用量1080kg/m3。得到高性能机制砂混凝土的初始配比。水泥：砂：碎石：矿粉：硅灰：水=432：682：1080：70：40：170。根据配合比的计算结果，按 GB/T50080—2002测试方法和L型流动仪进行适配混凝土性能测评[2]。 2.1.2试配和调整 配合比的调整关键点是减水剂的用量减水剂用量过低，混凝土的工作性能较差，过高则容易出现离析、泌水等现象表1为经过重复配合比调整后的高性能混凝土各项性能表。 对表1各性能参数分析可知，在试验的前三次，随减水剂的增加，混凝土的流动速度和坍落度和扩展度都在增加；从第四次开始，混凝土开始出现泌水现象，同时坍落度和扩展度还是保持一定增加；第五次试验开始提高砂率，有效的缓解了泌水现象，混凝土坍落度和扩展度都未再出现增长，但混凝土流动速度出现下降，减水剂饱和点保持在1.9%左右，若再提高减水剂的掺加量容易造成离析危险。从五次试验中可以看出，第三次试验配比所得到的混凝土性能最佳。因此，本文中根据砂：碎石：矿粉：硅灰：水：减水剂=432：682：1080：70：40：170：10.3混凝土配比试验。 2.3机制砂高性能混凝土浇筑要点 在桥梁工程的混凝土浇筑环节，主要包括摊铺、振捣和修整等工序。混凝土的浇筑质量也会直接影响到桥梁工程的建设质量和使用寿命，所以施工企业在进行混凝土浇筑时，应严格遵照施工规范进行。混凝土的浇筑作业应严格控制高性能混凝土的入模温度，同时还要控制混凝土的坍落度和含气量。浇筑过程中，通常采用分层浇筑的方法，机制砂高性能混凝土的摊铺厚度不易超过600mm，此外，分层浇筑的间隔时间也要进行合理控制。在振捣环节需要注意的是，机制砂高性能混凝土的流动性较大，在振捣环节需要应用高频振捣棒或附着式平板振捣器等设备配合作业。振捣过程中，振捣器插入深度不能大于50mm，振捣作业应保持均匀，尽可能避免振捣设备与模板或钢筋发生碰撞，通常情况下，混凝土表面没有浮浆或气泡时，方可停止振捣作业[3]。 2.4高性能新型混凝土的养护 在桥梁工程混凝土施工中，对于混凝土浇筑完成后的养护工作也是保证混凝土施工质量的重要环节，所以，桥梁工程的施工企业应对高性能混凝土的养护工作引起足够重视。在桥梁施工中，低温养护和水养护是较为常见的养护方式。适宜的养护措施可以有效防止机制砂高性能混凝土出现过开裂或是过度硬化的现象。在开展养护工作时，施工人员应注意以下几方面内容：首先，要科学安排混凝土养护时间，通常情况下是在混凝土浇筑完成之后的10h进行喷水养护，这样可以保证混凝土的表面湿度，防止混凝土裂缝的出现[4]；第二，对于混凝土的养护要做到持续性，同时还要根据实际的天气情况及时调整养护方法，例如在气温较低的时候，应对混凝土表面进行覆盖，以防止因温差变化产生裂缝。 结语 综上所述，伴随我国城市化进程的不断深化，各地区的路桥工程建设数量也有了明显增加，同时，人们对于路桥工程的施工质量也提