高浓度煤矸石胶结充填材料骨料级配优化研究

骨料占充填料浆体积的2/3左右,是影响胶结充填材料性能的重要因素。综合利用扫描电镜SEM、EDS能谱分析、X荧光光谱分析(XRF)、X射线衍射分析和傅里叶变换红外光谱(FTIR)五种微观分析手段,对煤矸石骨料的微观形貌、元素组成、氧化物含量和矿物组成进行了分析探究。该煤矸石的成分和矿物结构决定了其具有一定的强度,作为胶结充填材料骨料使用能够产生良好的骨架强度。为改善煤矸石胶结充填材料的流动性和可泵送性,对煤矸石破碎骨料的颗粒级配进行了筛分析试验,并利用ORIGIN软件对颗粒级配进行非线性回归分析。借鉴混凝土配合比设计的经典理论,对煤矸石破碎骨料进行了优化设计,优化后的骨料级配递减指数n=0.4093,<0.3 mm的骨料占比为17.67%。试验对比了经优化的骨料和未优化的骨料配制的胶结充填材料的工作性和凝结硬化后的强度,经优化了的骨料配制的胶结充填材料流动性更好(坍落度为260 mm,扩展度为590 mm)、泌水率低(仅为4.3%)、凝结硬化后的强度合适(28 d抗压强度为5.81 MPa),工作性能与未经过优化的胶结充填材料相比性能有了很大的提高。研究配制的高浓度煤矸石胶结充填材料在晋能控股某矿采空区进行了充填施工,充填材料易于泵送,管输顺畅,未发生堵管现象。

混凝土骨料质量统计分析及骨料级配优化研究

利用自主研发的混凝土配合比设计及质量管理系统——Con DLab对混凝土骨料的质量现状进行统计分析。结合统计分析结果,简要介绍Con DLab的功能及其在混凝土骨料级配优化及混凝土配合比调整方面的作用,分析讨论目前混凝土生产中骨料存在的问题。在最大密实度理论及WF-CF双因子理论的基础上,Con DLab采用人工神经网络智能方法对骨料级配进行优化、对预拌混凝土性能进行预测分析。分析计算结果与试验数据吻合良好。研究表明,混凝土配合比设计及质量管理系统——Con DLab是配合比设计、骨料优化及预拌混凝土质量控制与管理的良好工具。

骨料级配优化方法与新拌混凝土工作性设计

针对混凝土企业面临的骨料来源、种类以及级配分布复杂多样的实际情况,介绍了两种骨料级配优化设计方法:0.45-幂指数紧密堆积法和均匀级配优化设计方法。在这两种方法的指导下,通过引入骨料粗糙度因子、新拌混凝土工作性因子和粉体材料系数调整因子进行新拌混凝土工作性设计,然后采用体积法进行混凝土配合比设计,从而充分利用混凝土企业日常原材料质量控制信息进行混凝土质量控制。试验室和生产线测试评价结果表明:该方法简便而有效地解决了骨料级配多变带来的新拌混凝土工作性控制难题,可以显著降低混凝土企业质量管控试验工作量,在保证新拌混凝土质量稳定的前提下,对单方混凝土成本优化也具有非常积极的作用。

预拌混凝土配合比设计中骨料级配的优化方法研究

随着我国工程建设的大规模开展,砂石资源消耗量巨大。优质天然骨料资源已日渐匮乏,而人工砂石从总体上看,质量仍较差,混凝土企业广泛使用的多是一些低品质的骨料。其中配合比设计时粗细骨料比例不合理会造成骨料整体上没有达到相对最佳的状态,对新拌混凝土的工作性产生不良影响,同时降低耐久性以及经济性。因此,为了保证混凝土质量,需要寻求一种科学、实用的方法确定砂石合理比例,实现对混凝土骨料整体级配的优化。在本研究中,利用最大密度曲线,粗糙度—工作性因子优化和评价混凝土骨料的级配。试验研究结果表明,此技术效果好,具有工程应用价值。