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机制砂在混凝土工程中的应用

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机制砂在混凝土工程中的应用

2020-12-26

机制砂的优缺点

机制砂配置混凝土优(yōu)点(diǎn)

工厂化生产,质(zhì)量(liàng)可以得到保证。工厂生产可以从选材、破碎等一系列工艺流程上建立质(zhì)量(liàng)监控体系,生产条件好,砂的质(zhì)量(liàng)有保障。

砂的物理力学性能好。可以有(yǒu)意(yì)识地选择硬质岩石生产机制砂,避免采用软质、风化岩石,同时,含泥(块)量可人工筛分控制。化学成分与母材、碎石一(yī)致(zhì),对混凝土无负面作(zuò)用(yòng),适合做高强混凝土。

佳木斯碎石

机制砂的颗粒级配、细度模数可以根据工程的需要调整,结合母材的特点和混凝土的要(yào)求(qiú),调整机制砂的细度模数和颗粒级配。调整措施主(zhǔ)要(yào)通过破碎设备、工艺流程的选择来完成。

机制砂的缺点

天然砂颗粒浑圆,表面光滑。天然中砂细度模数多为2.6~3.0,级配较好,对混凝土的工作性十分有利。机制砂颗粒尖锐,多棱角,表面粗糙,细度模数多为3.0以上,与天然河砂相比,机制砂的颗粒级配稍差,大于2.5mm和小于0.08mm的颗粒偏多,导致混凝土的和易性较差,容易引起混凝土的外观质(zhì)量(liàng)缺陷。

机制砂母材的变化会引起机制砂质(zhì)量(liàng)的波动,给施工质(zhì)量(liàng)的控制带来一(yī)定(dìng)的难度。但是,机制砂的缺点可以通过选择合适的碎砂设备、合理利用砂中含石粉量、调整砂率,以及选用合适的外加剂等措施来克服。

机制砂含有一(yī)定(dìng)量的石粉。石粉和泥的粒径虽然都小于0.075mm,但是他们的成分不同,细度相差也较大。泥颗粒大多小于0.016mm,而石粉颗粒大都在0.016~0.075mm之间。泥吸附在砂的表面,妨碍砂与水泥的黏结;而适量的石粉可填充在水泥、细砂的空隙之间,增(zēng)强(qiáng)机制砂混凝土的工作性。

机制砂混凝土的性能

硬化前混凝土的性能

机制砂混凝土硬化前的性能主(zhǔ)要(yào)涉及混凝土的稠度、和易性(工作性)、可塑性、可加工性(可修饰性或可抹平性)等方面,这些性能并不是孤立的,而是有一(yī)定(dìng)的相互关联,是从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(zhòng)要(yào)的一个指标,它不仅表示混凝土浇灌成型的难易程度,也表示混凝土抵抗材料分层离析的能力。混凝土和易性的具体指标为坍落度。

在水灰比相同的条件下,机制砂混凝土坍落度要小于河砂混凝土,这主(zhǔ)要(yào)是机制砂本身具有裂隙、空隙及孔洞,其有一部分颗粒为矿物颗粒集合体,这(zhè)样(yàng)就增大了砂子的表面积,吸附了更多的水,导致混凝土的需水量增(zēng)加(jiā),坍落度减小。相同条件下,配置相同坍落度的混凝土,机制砂比天然河砂需水量增(zēng)加(jiā)510kg/m3.机制砂混凝土的和易性与细骨料(砂)的级配和细度模数有关,同时,也牵涉到用水量、水泥用量、砂率等参数,还需要针对工程实践进行深入研究。一般认为,细度模数以控制在3.0~3.4之间为佳。若细度模数太大,则粗颗粒太多,级配不合理,使混凝土的和易性变差,虽然掺入粉煤灰可以弥补上述缺陷,但成本也会相应提高,经济上不合理;若细度模数太小,则小于0.075mm的细粉过多,需水量增大,混凝土强度降低,水泥用量增(zēng)加(jiā)。石粉含量也是影(yǐng)响(xiǎng)坍落度的重(zhòng)要(yào)指标,石粉含量太低(小于5%)时,混凝土的和易性、沁水性较差,当石粉含量控制在6%~9%时,对混凝土的强度的影(yǐng)响(xiǎng)不是很大,和易性也很好。按涵洞、隧道工程等混凝土外观和抗压强度都能满足工程的质(zhì)量(liàng)要(yào)求(qiú)。特别在工程造价方面,由于自然砂的当地价格是机制砂的3倍多,所以采用机制砂。

机制砂混凝土应用

需进一步研究的问题

机制砂在我国混凝土结构工程实践中的应用还处于起步阶段,为了推广机制砂在混凝土特别是桥梁工程中高性能混凝土中的应用,还应开展深入、广泛的研究。研究重(zhòng)点(diǎn)应包含以下几个方面。

关于机制砂颗粒形状、颗粒级配的研究

机制砂的颗粒形状、颗粒级配影(yǐng)响(xiǎng)混凝土的和易性、强度、抗干缩性及耐磨等性能。尤(yóu)其(qí)是粒径小于0.075mm的石粉的合理含量需要认真研究。不同粒形的机制砂对混凝土的和易性影(yǐng)响(xiǎng)较大,片状颗粒拌制的混凝土和易性较差,理想的粒形是近似于立方体颗粒。机制砂中含有适量的石粉,不仅可提高混凝土的强度,还可改善混凝土的和易性,机制砂中的石粉控制在7%以内比较合适,但关于石粉的作(zuò)用(yòng)机理和合理含量仍有不同的意(yì)见(jiàn)。根据本公司应用机制砂的情况来看,严格控制石粉含量是比较困难的,这为在工程中充分利用机制砂提出了挑战。

关于高效、优质制砂设备和制砂工艺的研究

凡是能经济有效地加工出小于5mm的合格粒度级配的机械加工设备都可以作(zuò)为(wéi)制砂机械。

目前,磨碎机械、圆锥破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机、笼型破碎机、辊式破碎机和立轴冲击式破碎机都可用于制砂。

中小企业使用颚式破碎机较多,生产工艺极为简单,产品质(zhì)量(liàng)参差不齐。混凝土用机制砂对砂的颗粒形状及级配有很高的要(yào)求(qiú)。有的设备生产的砂粒片状居多,有的存在过粉碎现象。为了生产出符合要(yào)求(qiú)的优质机制砂,需要从设备选择、工艺流程、质(zhì)量(liàng)控制等方面进行综合研究。

随着我国基本建设的不断深入和环境保护的日益加强,自然砂的利用在很多方面都有了限制。面对建筑业需要砂量的增(zēng)加(jiā),自然资源已不能满足工程的需求,所以必须要在机制砂的利用上下工夫。如果机制砂使用取得成功,今后的施工组(zǔ)织(zhī)将可能发生转变,如在围岩较好的隧道中施工,混凝土所需的碎石和机制砂就可以在掘进过程中得以解决。


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