机制砂高质量加工与混凝土应用研究

机制砂具有料源稳定、氯离子含量低等特点,在混凝土中应用较为广泛。依托某公路工程,开展粉砂岩机制砂高质量加工与应用研究。重点介绍了粉砂岩机制砂高质量加工技术,分析了石粉含量对高性能混凝土工作性能的影响,提出了“六区两室一池”的机制砂场区布局以及人工与机械相结合的三级分拣技术。

高石粉含量对不同砂体系混凝土性能的影响研究

机制砂中较高的石粉含量会影响新拌混凝土的工作性能以及硬化混凝土的力学性能和耐久性能。本文研究不同砂体系中高石粉含量对不同强度等级混凝土和易性、含气量、抗压强度、碳化深度、抗渗以及收缩性能的影响。结果表明:当天然砂和机制砂混合比例为7∶3时,混合砂的孔隙率最低,为37%;高石粉含量显著增加了高强度等级混凝土的粘度,不利于混凝土的泵送浇筑;通过破碎得到的机制砂,颗粒边缘碎化,相对于天然砂体系混凝土的气泡保有性能差别较大,含气量经时损失较大;混合砂体系混凝土早期抗压强度优于机制砂体系,与天然砂体系相差不大,且混合砂体系混凝土的后期抗压强度较大,这也表明石粉能更好地填充至体系中,填充效应显著;高石粉含量增加了混凝土碳化的发生概率,机制砂体系混凝土不同龄期的碳化深度最大,混合砂体系混凝土的碳化深度与天然砂体系基本保持一致;混合砂体系混凝土的渗水高度最小,其抗渗性能最优;混合砂体系混凝土的早期收缩低于机制砂体系,与天然砂体系保持一致。

高石粉含量人工砂在混凝土中的应用研究

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.

硅灰对高石粉含量机制砂制备混凝土的影响

针对天然砂日渐匮乏,而机制砂中石粉含量偏高所制备的混凝土工作性、泵送性差等问题,研究硅灰对机制砂混凝土的工作性、力学和体积稳定性的影响,并分析硅灰的作用机理。结果表明:适量硅灰可以增加混凝土工作性和稳定性,解决机制砂高石粉含量引起的混凝土黏度大和泌水问题,改善浆体微观形貌,提高混凝土力学和耐久性能,且28 d干燥收缩率<400×10-6。机制砂中石粉含量为10%左右时,硅灰掺量6%~9%,制备的C50机制砂混凝土匀质性好,浆体旋转黏度约2.5 Pa·s,泌水率为0,工程应用效果良好。

粗骨料石粉含量对C50高性能混凝土性能的影响研究

运用室内试验方法,研究玄武岩、石灰岩碎石和碎卵石粗骨料中石粉含量对C50高性能混凝土工作性、力学性能和耐久性的影响。结果表明:新拌混凝土的扩展度随石粉含量的增加而减小,其黏聚性和保水性得到改善,而其流动性在石粉含量为2%时达到最大,之后随石粉含量的增加而减小;3种粗骨料的C50混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度均随石粉含量的增加呈先增大后减小的规律,抗压强度在石粉含量为2%时达到最大,劈裂抗拉强度在石粉含量为4%时达到最大;粗骨料品种对C50混凝土受压弹性模量的影响较大,4%石粉含量C50混凝土受压弹性模量玄武岩混凝土>石灰岩混凝土>碎卵石混凝土;石粉含量在0～6%范围内,3种粗骨料的C50混凝土的电通量均在1 000C以下,混凝土的密实性较好;石粉含量为4%时,玄武岩混凝土的抗冻性最好,碎卵石混凝土的抗冻性最差。

高石粉含量人工砂在湿拌砂浆中的应用研究

采用高石粉含量的人工砂取代天然砂,研究人工砂掺量对湿拌砂浆性能的影响。结果表明:掺入高石粉含量的人工砂,会提高湿拌砂浆的保水率、促进强度增长,同时也会使湿拌砂浆的初始稠度降低、砂浆凝结时间缩短,14d拉伸黏结强度降低、砂浆干燥收缩率增大;当人工砂掺量在50%以内时,湿拌砂浆性能能满足相关标准的要求;实际生产应用中,建议人工砂掺量控制在20%~30%范围内。

原状机制砂高强混凝土试验研究

针对按现行建筑用砂标准配制高强度等级混凝土需控制Ⅱ类机制砂石粉含量小于5％的规定，选用石粉含量为3％～16％的原状机制砂，通过试验研究了配制C60混凝土的可行性，分析了石粉含量对混凝土拌和物工作性能和混凝土基本力学性能的影响规律，提出了原状机制砂石粉含量限值的合理控制范围。

石粉含量与钢纤维长度对机制砂超高性能混凝土性能的影响

为利用机制砂作细集料制备一种低成本的超高性能混凝土(UHPC),研究了石粉含量(5%、7%、10%、12%、15%)与3种长度的钢纤维及其2种钢纤维混杂对花岗岩机制砂UHPC的工作性能和力学性能的影响规律,并与河砂UHPC进行了对比。结果表明,机制砂UHPC的流动性低于河砂UHPC,且随石粉含量的增加而显著降低,机制砂UHPC的抗压强度、抗弯拉强度和弹性模量随石粉含量的增加呈先增大后降低趋势,当石粉含量≥10%时,机制砂UHPC的各项力学性能高于河砂UHPC。在钢纤维总体积掺量保持2%不变情况下,随钢纤维长度增加,UHPC的流动性降低,力学性能增大;当1%的长度13 mm平直钢纤维和1%的长度20 mm端勾钢纤维混杂时,机制砂UHPC的各项力学性能最佳。

骨料中石粉含量对电杆用C60高性能混凝土性能的影响

C60高性能混凝土替代当前混凝土电杆生产中常用的C40普通混凝土,不仅可以提高电杆的承载力,而且还可以有效提高电杆的耐久性。通过试验研究了玄武岩和石灰岩两种粗骨料混凝土,石粉含量（0~6%范围内）对混凝土强度与密实性的影响规律。研究表明：玄武岩混凝土的抗压强度随石粉掺量的增加先增大后减小,而石灰岩混凝土的抗压强度随石粉掺量的增加先减小后增大;两种骨料混凝土的劈裂抗拉强度均随石粉掺量的增加先减小后增大;当石粉掺量在6%以下时,混凝土的电通量均在500C左右,表明混凝土密实性较好,其中玄武岩混凝土的电通量随石粉掺量的增加呈增大趋势,石灰岩混凝土的电通量随石粉掺量增加呈先增大后减小的趋势。

水灰比对高石粉含量机制砂砂浆性能的影响

通过不同水灰比对高石粉含量(10%)机制砂砂浆性能的影响,探讨了水灰比对高石粉含量机制砂砂浆开裂、收缩、质量损失及强度的影响规律。结果表明:随水灰比增大,高石粉含量机制砂砂浆开裂敏感性降低,收缩减小,质量损失增大,强度减小,折压比与砂浆开裂敏感性无关联。

高泥粉石粉含量山砂制备低强高性能混凝土及其优化研究

研究一种用于高原山区公路的MB值1.6 g/kg和石粉含量8.8%的高含泥含粉山砂低强高性能混凝土的制备及工作性、力学性能的影响。试验结果表明,适度增加山砂混凝土中水泥用量、粉煤灰掺量、砂率、减水剂掺量能有效改善其工作性能和提升混凝土的强度;其中水泥用量和粉煤灰掺量对山砂混凝土的强度影响比较明显,减水剂掺量和水泥用量对山砂混凝土的坍落度影响最为显著。结合正交试验,该山砂C30低强高性能混凝土材料最佳用量为:水泥、粉煤灰、山砂、碎石、水、减水剂分别为312、55、824、1049、156、3.67 kg/m^(3),制备的混凝土具有较好的抗渗性、抗冻性、收缩、抗碳化等耐久性能。

棉花滩水电站高石粉人工砂混凝土性能试验研究

棉花滩水电开发有限公司对不同含量的高石粉人工砂混凝土的配合比、抗压强度、极限伸拉值、抗拉弹模、抗渗及干缩性能等进行的试验研究结果表明 :含适量石粉的人工砂具有改善混凝土性能的作用 ,通过对石粉含量为 12 %、16 %、2 1%的混凝土的性能试验 ,得出石粉含量为 16 %的混凝土综合性能最佳 ,可在棉花滩水电站常态混凝土中应用。

不同石粉含量的机制砂混凝土高温后力学性能

以受火温度、石粉含量为变化参数,设计并制作了210个100 mm×100 mm×100 mm的机制砂混凝土立方体试件,对其进行高温后的物理力学性能试验,获取了试件的质量损失率以及抗压强度和劈裂抗拉强度,建立了机制砂混凝土高温后抗压强度和劈裂强度的劣化模型,同时结合X射线衍射和扫描电子显微镜等技术,揭示了高温后机制砂混凝土力学性能劣化的微观机理。基于最高受火温度和质量损失率,分别提出了高温后机制砂混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度评估计算式。结果表明:随着温度的升高,机制砂混凝土试件的表面颜色从灰色变成红褐色,最后呈白色,高温作用使试件表面出现了温度裂缝及剥落现象;试件的质量损失率随着石粉含量的增加而增大;混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度随着温度的升高显著减小;随着石粉含量的增加,混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度先增大后减小,当石粉含量(质量分数)为10%时,混凝土强度达到最大值;基于试验结果建立的高温后机制砂混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的劣化模型拟合度较好;混凝土中掺入适量的石粉能促进体系中钙钒石和氢氧化钙等水化产物数量,当经受700℃高温后,水泥水化物脱水分解使混凝土内部裂缝和孔隙增多。

高石粉含量下C80混凝土力学性能数值模拟研究

为研究石粉含量和纤维掺量对C80混凝土基本力学性能(包括立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和弹性模量)的影响,结合Digimat和Abaqus建立2D随机骨料模型、3D纤维混凝土细观模型,将不同石粉含量、纤维掺量下混凝土的数值模拟与同等条件下基本力学试验结果进行对比分析。结果显示:2D随机骨料模型中过高(石粉含量大于5%时称为高石粉含量)的石粉含量会降低混凝土的整体力学性能,石粉含量越低模拟值与试验值越接近,当石粉含量为5%时混凝土的整体力学性能达到最佳。3D纤维混凝土细观模型中不同纤维类型对高石粉含量混凝土的强度有不同影响,与玄武岩纤维相比,铜镀纤维的掺入对高石粉含量下混凝土力学性能的增幅更明显。铜镀纤维体积掺量为0.4%和0.6%时均能提高混凝土力学性能,当掺量为0.6%时,混凝土数值模拟与试验结果误差小于7.1%且力学性能达到最优;玄武岩纤维混凝土的抗压性能随纤维体积掺量的增加而降低,当掺量为0.03%时数值模拟结果与试验结果误差范围在0.4%-8.7%,但对混凝土整体力学性能的提升较小。

高石粉含量普通混凝土的坍落度损失问题及解决措施

从外加剂复配和混凝土配合比设计的角度出发,提出了几种解决普通混凝土坍落度损失问题的方法,并分别进行试验验证,成功解决了某搅拌站高石粉含量普通混凝土的坍落度损失问题,在实际生产中取得了良好的应用效果。

利用高石粉机制砂制备C80超高强钢管混凝土及其性能研究

针对利用高石粉机制砂制备C80超高强钢管混凝土过程中易出现浆体黏度大、流动性差、收缩变形大等问题,选用低引气、超分散降黏和高保塑功能的功能型外加剂、掺加高水化活性的粉煤灰微珠+硅灰复合矿物掺和料和高能延迟膨胀剂,并通过配合比优化设计,制备出C80超高强钢管混凝土初始坍落度/扩展度为240/615 mm,2 h后坍落度/扩展度量损失低于20 mm,28 d抗压强度达到100.8 MPa,含气量为2.0%,90 d自由膨胀率稳定于3.45×10^(-4)。研究成果成功应用于湖北恩施某高速公路特大钢管拱桥,经检测混凝土强度、脱空率均满足设计要求,应用效果良好。

微珠对高石粉含量机制砂C60混凝土性能的影响

研究了微珠掺量(0、4%、8%、12%、16%)对高石粉含量机制砂C60混凝土的工作性、力学性能和耐久性能的影响。结果表明:掺入适量的微珠能改善高石粉含量机制砂C60混凝土拌合物的流动性,降低1 h坍落度损失和倒筒排空时间,提高力学和耐久性能;当微珠掺量为8%~12%时,高石粉含量机制砂C60混凝土的综合性能最佳。

浅谈高海拔地区碾压混凝土含气量影响因素

针对西藏高海拔、强日照、低气压、昼夜温差大、蒸发量大的环境特点,通过室内和现场试验对碾压混凝土含气量影响的研究发现,在相同的配合比情况下,掺入同比的引气剂,引入的气泡较少且不稳定,运输、仓面摊铺碾压中含气量损失较大,且变化的VC值、人工砂石粉含量也对含气量产生不同影响。实验表明,适当提高引气剂掺量、控制适宜的出机口VC值、最佳石粉含量等是提高该地区碾压混凝土耐久性的重要因素。

机制砂特性对C80混凝土工作性的影响

为了研究机制砂对高强混凝土工作性的影响,探讨了石粉质量分数、母岩特性、级配和颗粒形状等因素对C80混凝土工作性的作用.结果表明:由石灰岩、云母岩和铁尾矿3种母岩机制砂制备的C80混凝土的坍落度和扩展度大小按石灰岩>云母岩>铁尾矿的顺序排列;质量分数为3%~6%石粉的机制砂对C80混凝土的工作性有利;当MB值为0.5 g/kg时,新拌C80混凝土的工作性最好;圆形度大于0.87的机制砂可以用来制备出与使用河砂工作性相同的C80混凝土.

高石粉含量凝灰岩机制砂混凝土配制技术及性能研究

随着天然砂石的紧缺,机制砂成为我国建设用砂的主要来源。针对机制砂中石粉含量过高的问题,本文对石粉含量高达15%的凝灰岩机制砂进行了混凝土配合比优化研究,分析了凝灰岩机制砂与天然砂制备的混凝土的施工性能、力学性能和耐久性能,结果表明:在水泥用量更少的情况下,石粉含量为15%的凝灰岩机制砂混凝土的抗压强度、弹性模量和抗氯离子渗透性能优于天然砂混凝土,抗碳化性能与天然砂混凝土相当。