人工砂在高强度预应力混凝土管桩中的应用.pdf
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1、2 0 1 3年第 9期 9月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 C HI NA C 0NC RE T E AND C EME NT P RODUC T S 2 01 3 No 9 S e p t e mb e r 人工砂在高强度预应力混凝土管桩中的应用 张启兵 ( 江苏金鼎基础建材有限公 司, 盐城 2 2 4 6 0 0 ) 摘要 : 介绍 了人工砂( 石矿尾屑和 卵石砂) 在 高强度预应力混凝 土管桩 中的应用 , 并作 了试验研 究。结果表 明, 掺入一定量的人 工砂 不但 可以提 高混凝 土的强度和性 能, 而且具有一 定的经济优 势。掺 入人工砂 生产 出的管桩 完全 能满足工程施工
2、 需要 , 特 别是 对于年设 计生产能力 1 0 0万 m 管桩的生产单位 , 人工砂具有更大的应用价值。 关键词 : 人工砂 : 管桩 ; 应用 A b s t r a c t : T h e a p p l i c a t i o n o f a r t i fi c i a l s a n d( s t o n e c h i p t a i l s a n d a n d p e b b l e ) i n h i g h s t r e n g t h p r e s t r e s s e d c o n c r e t e p i l e s i s i n t r o d u
3、 c e d ,a n d s o me r e l a t i v e e x p e rime n t a l s t u d i e s a r e c a r r i e d o u t T h e r e s u l t s s h o w t h a t a d d i n g a c e r t a i n a mo u n t o f a rti fi c i a l s a n d c a n n o t o n l y i mp r o v e t h e s t r e n g t h a n d p e rf o r ma n c e o f c o n c r e t
4、 e b u t h a v e s o me e c o n o mi c a d v a n t a g e s rnl e p i l e s wi t h a rt i fi c i a l s a n d c a n c o mp l e t e l y me e t t h e r e q u i r e me n t s o f e n g i n e e ri n g c o n s t r u c t i o n ,e s p e c i a l l y f o r p r o d u c t i o n c o mp a n i e s wh o s e t h e a n
5、 n u a l d e s i g n p rod u c t i o n c a p a c i t y i s 1 mi l l i o n me t e r p i l e s , a r t i fi c i al s a n d h a s g r e a t e r a p p l i c a t i o n v alu e Ke Y wo r d s : Ar t i fic i al s a n d ; P i l e s ; Ap p l i c a t i o n 中图分类号 : T U 5 2 5 文献标识 码 : B 文章 编号 : 1 0 0 0 4 6 3 7 (
6、 2 0 1 3 ) 0 9 3 5 0 4 0前 言 我国砂的年产量约为 7亿多 t ,目前多数地 区 应用的是天然砂 而天然砂是一种 地方性资源 , 且 分 布很不均匀 , 短 时间内不可再生 , 也不适宜长距 离运输。在 自然资源匮乏的今天 , 不少地方政府 已 明文禁采或 限采 自然砂 。随着 国家工 程建设 的发 展 , 市场对砂 的需求逐渐增大 , 价格也节节攀升 , 较 大地影响了工程建设 的进展及建设成本投资。特别 对一些 自然资源本身稀少 的地区 ,在需求旺期 , 甚 至 出现供砂紧张或无砂可用 的现象 。另外 。 伴随 由 普通混凝土向高性能高技术混凝土 的发展与转 型 ,
7、 现代混凝土对砂 的技术质量要求越来越高 , 但能满 足其使用要求的 自然砂也越来越少 , 甚至没有 。因 此 , 人工砂在工程上使用就突显其重要性 , 并成为 工程建设用砂 的重要来源。在大量采矿和开采过程 中会伴随产生约 2 0 的尾矿 。据了解 , 全 国各地的 采石矿经过多年 的开采 , 有相 当部分的尾矿未得到 重视且根本没有得到合理利用 。 形成大量 的尾矿堆 积如山, 既污染环境 占据土地 , 又浪费资源。同时 , 还有大量 的河道卵石 , 基本没有利用 , 占据了大片 河道。尾矿是生产人工砂很好 的原料 , 通过人工除 土处理 , 平均每吨尾矿可以生产约 0 9 3 t 人工砂
8、 。尾 矿来源广泛 、 质 量稳定 , 而且在价格上也 与 自然砂 具有一定的可比性 , 用尾矿加工生产的人工砂具有 广阔的市场前景 。尾矿人工砂 的运用 , 既解决了环 境污染问题 , 又提高 了资源利用率 , 形 成综合效益 , 完全符合可持续发展的基本 国策 。 1 人工砂及其石粉的特点 1 1 人工砂的特点 人工砂基本为中粗砂 ,细度模数在 2 6 3 6之 间, 颗粒级配稳定, 含有一定量 的石粉 。从其外表上 看 , 人工砂与天然砂 明显不同: 天然砂外表基本呈黄 色 , 而人工砂多数呈灰白色或黑色; 天然砂粒型呈 圆 形 , 而人工砂粒型多呈三角体或方矩体 , 表面粗糙 、 棱角
9、尖锐 。各地区的人工砂因矿产原料、 加工方法、 加工设备等不同 , 其颗粒形状 、 粒级分布 、 石粉含量 等会有不小 的差别 但人工砂是可对其进行调整和 改进 的 , 天然砂则不能。利用天然砂与人工砂 的外 形特 点 。 两者混合使用 , 在形态效应作用下 , 既能保 持混凝土及砂浆原有的流变性能 , 又能增加骨料和 水泥浆之间的粘结力 。人工砂在性能上主要有以下 几个特征 : ( 1 ) 人工砂基本为中粗砂 , 在拌制混凝土或砂浆 时 , 其砂率一般要 比天然砂增大 3 5 , 采用人工 砂拌制的混凝土或砂浆粘聚性较差 , 易产生泌水 , 但 可以通过石粉含量的改变得到有效改善 。 ( 2
10、 ) 由于加工所造成人工砂针片状含量较多 , 颗 粒 内部会产生许多微裂纹 , 空隙率也 比自然砂增大。 新拌混凝土或砂浆在保持坍落度或稠度基本相同的 情况下, 其用水量会 比一般 自然砂增多 , 但一般情况 一 3 5 2 0 1 3年第 9期 混凝土与水泥制品 总第 2 0 9期 下 , 2 8 d强度并不降低甚至有所提高。 ( 3 ) 人工砂与被加工母 材材质相 同 , 其矿物组 成 、 化学成分 、 热学性能与碎石保持一致。 ( 4 ) 人工砂其粒形 、 级配可 以进行调整 , 而且粗 细级配容 易得 到控 制 。 1 2 石粉的特点 石 粉是 在人 工 砂 加 工 过 程 中形 成
11、的 粒 径 小 于 7 5 m的细粉状颗粒 ,其矿物组成和化学成分与被 加工母岩相同。石粉具有微集料填充效应。在人工 砂混凝 土中, 适量石粉的存在是有益的。其微细颗 粒均匀分布于水泥浆体的基相之中, 填充 了其中的 孔隙,弥补 了人工砂配制混凝土和易性差 的缺陷。 同时 , 它的掺人对完善混凝土特细骨料 的级配以及 提高混凝土密实性都是有益的。此外 , 有资料表明, 石粉不但能加速水泥水化还能与水泥熟料一起参 加水化反应 , 生成水化碳铝酸钙 , 能有效阻止钙矾石 向单硫型水化硫铝酸钙晶体转化 , 使水化更充分 , 结 晶产物 更稳定 。 2混凝 土的配 制及对 比分 析 因管桩本身设计强度
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