兰州地区商品混凝土用骨料性能试验研究.pdf
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1、2 0 1 5年第 8期 铁道建筑 Ra i l wa y En g i n e e r i n g 1 2 7 文 章编 号 : 1 0 0 3 1 9 9 5 ( 2 0 1 5 ) 0 8 - 0 1 2 7 0 4 兰州地 区商品混凝 土用骨料 性能试验研 究 杜 迎 东 , 王起 才 , 于本 田 , 张 庆 , 王神 力 ( 1 兰州 交通 大学 土木工程学院 , 甘肃 兰州7 3 0 0 7 0 ; 2 鞍钢建设集 团有 限公 司 , 辽宁 鞍 山 1 1 4 0 2 1 ) 摘要 : 为 了解 兰 州地 区商品 混凝 土用 骨料 的各 项性 能指 标 , 对从 兰 州 1 2家
2、商 品混 凝 土拌 合 站抽 取 的 细 骨料进 行 了颗 粒级 配 、 细度模 数 、 含 泥 量 、 泥块 含 量 和 快速 碱一 硅 酸反 应 等 试 验 , 对 粗 骨料 进 行 了含 泥 量、 泥块含量、 针 片状颗粒含量、 快速碱一硅酸反应等试验。结果表明: 兰州地 区商品混凝土所用细骨料 中粗颗粒所 占比例偏 大, 颗粒级配不符合规范要求, 含泥量较高, 有明显的潜在碱一硅酸反应危害; 而粗 骨料泥块含量较 高, 发生碱一硅酸反应危害的概率较细骨料低。分析 了问题产生的原 因, 并给 出了优化 建议 。 关 键词 : 商品混 凝土 耐 久性 骨料颗 粒 级 配试验 研 究 中图分
3、 类 号 : T U 5 2 8 文献 标识 码 : A D O I : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 3 1 9 9 5 2 0 1 5 0 8 3 6 砂石原材料作为混凝土的主要组成 , 其性 能对高 性 能混凝 土 的 性 能 影 响 巨 大 , 我 国混 凝 土 中的 水 泥用量和拌合用水 比发达国家至少多用 2 0 , 不仅资 源 浪费严 重 , 而且 使硬 化后 的混 凝土 更 易开裂 , 威 胁结 构物的耐久性 , 其主要原因就是砂石质量太差 。 。 。了 解兰州地区骨料重要性能指标 , 分析骨料性能对高性 能混凝土影响, 进而给出建议 , 将对优化高性
4、能混凝土 配合比设计 、 保证结构耐久性具有重要意义。 本文 以兰州地 区商 品 混凝 土用 粗 、 细骨 料 为 研 究 对象, 进行了骨料性能指标的试验研究 , 分析了兰州地 区 商品混 凝 土所用 砂 石 存 在 的 问题 , 对 问题 的原 因进 行 了分析 , 以期为 兰 州地 区商 品 混凝 土用 骨 料 的选 择 提供 理论 依据 。 1 试验材料 试 验 所用 的粗 、 细 骨料是 在 兰州 1 2家 商 品混凝 土 拌合站现场抽取 的, 以代 号 G 1G 1 2表示 在 1 2家商 品混 凝 土 拌 合 站 所抽 取 的石 子 , S 1S 1 2表 示 所 抽 取 的砂
5、。其 基本 信息 见表 1 。 2测试 内容及方法 依据 建设用砂 ( G B T 1 4 6 8 4 2 0 1 1 ) 对砂进 行 了含 泥 量 、 泥块含 量 、 细度模 数 、 颗粒 级配 、 快 速碱一 收稿 日期 : 2 0 1 5 - 0 2 1 0; 修回 日期: 2 0 1 5 0 6 1 0 基金项 目 : 长江学者和创 新团队发展 计划项 目( I R T 1 1 3 9) ; 铁道部 科技 研究 开发计划项 目( 2 0 1 2 G 0 1 1 A) 作者简 介: 杜迎东 ( 1 9 9 0 一) , 男 , 辽宁海城人 , 硕士研究生 。 表 1砂、 石子基本信息 硅
6、酸反应 等试 验 , 依 据 建设 用 碎石 、 卵石( G B T 1 4 6 8 5 -2 0 1 1 ) 对 石 子 进 行 了含 泥 量 、 泥 块 含 量 、 针 片状颗 粒含 量 、 快 速碱 一硅 酸 反应等 试验 。 碱 一 骨料反 应 ( A A R) 是 指 混 凝 土 胶 凝 材 料 中 的 水 泥 、 矿物 掺合料 、 外 加剂 和水 中的碱 与骨料 中 的碱 活 性 物质 ( 如 活性 S i O 等 ) 在 混 凝 土 凝 固后 发 生 的一 种 缓 慢 的化学 反应 。反 应生 成 的胶凝 物质 吸水 后会发 生 膨胀 , 从而导致 昆 凝土延伸、 开裂 , 直至
7、损坏 , 这种反应 由内及外发生。按照混凝土中的碱与骨料中不同的活 性 物 质 的 反 应 , 把 碱一 骨 料 反 应 分 为 碱一碳 酸 反 应 ( A C R) 和 碱 一硅 酸 反 应 ( A S R) 。碱一 硅 酸反 应 所 形 成 的反 应产 物是 碱硅凝 胶 , 碱硅 凝胶 的吸水性 极强 , 吸 水之后会产生很大的膨胀 , 使混凝土内部产生裂缝 , 导 致混凝土耐久 性降低 或结构破 坏 。碱一骨料 反应 是 影响 混凝 土耐 久性 的一 个十 分重 要 的因素 。其破 坏 1 2 8 铁道建 筑 的程度随骨料活性 大小 、 反应类 型、 碱 的含量 、 环境等 级 等 的不
8、 同而有 明显 变化 。通 常碱 骨 料反应 造 成 的 开 裂破坏 随时 间变化 而加剧 , 维 修技 术难 度大 , 且 费用 昂贵 , 现 已引起世界 各 国土木 工程工作 人员 的高度 重 视 。 碱一 骨 料反 应采 用 快 速砂 浆棒 法 测 试 。具 体 为 : 将骨料和硅酸盐水泥混合制成的砂浆试件置于 8 0 , 1 m o l L N a O H 溶 液 中 , 定 期 测 定试 件 的初 始 长 度 , 依 据 试件 1 4 d膨 胀 率 评 定 骨 料 的 碱 活 性 大 小 。砂 石 料 的检测结果 评定需参 考 建设用砂 ( G B T 1 4 6 8 4 2 0 1
9、 1 ) 和 建设用碎石 、 卵石( G B T 1 4 6 8 5 -2 0 1 1 ) 的 规定 : 当 1 4 d砂浆棒膨胀率 0 2 0 时 , 可 以判 定 为 有 潜 在 碱一 硅 酸 反 应 危 害 , 不能 用 来 配 制 轨 道 交 通 工 程 耐 久 性 混 凝 土 ; 当 1 4 d砂浆 棒膨 胀率 在 0 1 0 0 2 0 时 , 不 能最 终 判 定 有潜在 碱一 硅 酸 反 应 危 害 , 这 时 可 进 行 长 期 ( 6个 月 ) 碱一硅 酸反应 试 验 。采 用快 速碱 一硅 酸反 应 试 验 测试 出的 1 4 d砂 浆棒 膨 胀 率 在 0 1 0 0
10、2 0 之 间 的骨料 , 原则 上不 要 用来 配 制 轨 道 交 通工 程 耐 久 性 混 凝 土 , 如 使用 , 则必 须 控 制 混凝 土 中 的总 碱 含 量 , 并 按 照现行国家标准预防混凝土碱骨料反应技术规范 ( G B T 5 0 7 3 3 -2 0 1 1 ) 进 行 碱 活 性 抑 制 试 验 , 抑 制 有效 才能 使用 。 3试验结果分析 表 2 、 表 3为 在 1 2家 商 品 混 凝 土拌 合 站所 取 砂 、 石子性能指标测试结果 , 依据 铁路混凝土工程施工 质量验收标准 ( T B 1 0 4 2 4 -2 0 1 0 ) 对各项性能进行 分析 表 2
11、砂性能测试结果 表 3石 子 性 能 测 试 结果 由表 2可知 , 从 l 2家商品混凝土拌合站抽取的砂 试 样 中 , 仅 有 S 1 , s 6, S 7和 S I O这 4家砂 试样 的颗 粒级 配是符 合要 求 的 , 仅 占抽 样 总 数 量 的 3 3 3 3 , 其 他 8 家 的砂 试样 的颗 粒级 配不 合格 。不 合格 的主 要原 因是 砂 颗粒 中粒 径 4 7 5 m m 粗颗粒 所 占比例 超 过规 范 限 值 , 粒 径 4 7 5 m m 的骨料 实 际上属 于石 子 , 这 相 当于 无 形 中改变 了混 凝土 砂率 , 增 大 了石 子用 量 ; 而且 大颗
12、 粒增多 , 导致这些骨料 比表面积增大, 与胶凝材料的粘 结力减弱 , 同时也会导致骨料与胶凝材料之间的缝隙 增 大 , 过渡 区更 为 松 散 , 影 响 结 构 的 耐 久性 。造 成 砂 中粗 颗粒所 占 比例超 过 规范 限值 的主要 原 因是 兰州 地区的砂有较高的含泥量 , 砂场为了降低砂的含泥量 , 往往 对 泥砂进 行水 洗 , 而在 水洗过 程 中 , 砂 中 细小颗 粒 也 随泥 被水带 走 , 造成砂 里 的细 颗粒 流失 , 因 而粗颗 粒 所 占比例升 高 , 并 最 终使 得 砂 的颗 粒 级 配无 法 满 足 要 求 。采用 级 配不合 格 的砂 拌 制混 凝
13、土 时 , 由于 粗 颗 粒 较 多 , 混 凝土 的孔 隙率 较大 , 填充 这些 孔 隙所需 要 的胶 凝材 料 的量就 多 , 并 易 导致 凝结 硬化 的混凝 土 和易性 、 强度 和 耐久性 差 。 铁 路 混 凝 土 工 程 施 工 质 量 验 收 标 准 ( T B 1 0 4 2 4 - 2 0 1 0 ) 规定 : 配 制 C 3 0及 以下 强 度 等 级 的 混 凝 土 , 砂 中含泥量 不 得超过 3 0 , 石 子 含 泥 量不 得 超 过 1 0 ; 配 制 强度 等 级 C 3 0C 4 5的混 凝 土 , 砂 中 含 泥 量不 得超 过 2 5 , 石 子含 泥
14、 量 不 得 超 过 1 0 ; 配 制 C 5 0及 以上 强度 等 级 的 t 昆凝 土 , 砂 中含 泥 量 不 得 超 过 2 0 , 石 子 含 泥 量 不 得 超 过 0 5 , 砂 中 泥块 含 量 不 大于 0 5 , 石子 中泥块 含量 不 大于 0 2 。 由表 2 、 表 3可知 , 抽 取 的 砂 的 含 泥 量 较 高 , 而 石 子 的泥块 含量 较 高 。这 是 因 为砂 、 石 子 厂 家 在 生 产 时 没有 对其 生 产 的砂 石 进 行 清洗 或 者 清 洗 得 不 彻 底 所 2 0 1 5年第 8 期 杜迎东等 : 兰州地区商品混凝土用骨料性能试验研究
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- 关 键 词:
- 兰州 地区 商品 混凝土 骨料 性能 试验 研究
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