自燃煤矸石粗集料特性对混凝土拌合物工作性影响研究.pdf
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1、第3 6 卷第 1 期 2 0 1 3 年 1 月 非金 属 矿 N on M e t al l i c M i r l es Vo 1 3 6 NO 1 自燃煤矸石粗集料特性对混凝土拌合物工作性影响研究 周梅王强牟爽 ( 辽宁工程技术大学 建筑工程学院,辽宁 阜新1 2 3 0 0 0 ) 摘要利用自燃煤矸石取代天然石材作粗集料配制煤矸石砂轻混凝土, 并实现预拌混凝土大流动性的 目 标。采用正交设计, 选取代表粗集 料特性的附加用水量 、 砂率及颗粒级配范围 3个影响 因素 , 研 究三者对 自燃煤矸石砂轻混凝土拌合物工作性的影响及变化规律。结果表 明, 附加 用 水量对 自燃煤矸石砂轻混凝
2、土拌合物工作性影响最大, 其次是砂 率及煤矸石级配。 当粗 集料附加 用水量为吸水率的 7 8 、 砂 率为 4 4 及煤矸石颗 粒级配范围为 m ( 5 1 0mm): m( 1 0 1 5 mm): m( 1 5 2 0 mm) = 7: 4 7: 4 6时, 拌舍物在保持粘聚性和保 水性能 良好的前提下, 流动性最大, 且满足 C 2 0 强度等级的设计要 求。 关键词煤矸石砂轻混凝土工作性 附加用水量砂率颗粒级配 中图分类号: T U 5 2 8 2 文献标识码: A 文章编号: 1 0 0 0 - 8 0 9 8 f 2 o 1 3 ) o 1 - 0 0 0 8 - 0 4 Th
3、e Ef f e c t s o n W o r k a b i l i t y o f Co nc r e t e M i x t u r e o f S p o n t a ne o u s Co mbu s t i o n Co a l Ga n g u e Co a r s e Ag g r e g a t e Ch a r a c t e r i s t i c s Z h o uMe i Wa n gQi a n g Mu S h u ang ( I n s t i t u t e o f Ar c h i t t e c t u r e and C i v i l E n g i
4、n e e ri n g , L i a o n i n g T e c h n i c a l Un i v e r s i ty , F u x i n , L i a o n i n g 1 2 3 0 0 0 ) Ab s t r a c t Us i n g s p o n t a n e o us c o mb us t i o n c o a l g a n g ue I n s t e a d o f n a t u r a l s t o ne a s c o a r s e a g g r e g a t e t o p r e p a r e g an g u e s a
5、 n d l i g h t we i g h t c o n c r e t e , a n d r e a l i z i n g t h e m o b i l i t y t a r g e t of r e a d y m i x e d c o n c r e t e Th e or t h o g o n a l d e s i g n wa s us e d t o s e l e c t t h e a d d i t i o n a l wa t e r c o n s u mpt i o n of c o a r s e a g g r e g a t e , s and
6、 r a t i o a n d g r a d a t i o n o f t he c o a r s e a g g r e g a t e pa r t i c l e s r a n g e a s t h r e e i n fl u e n c i n g f a c t o r s f o r t h e r e s e a r c h o f s p o n t a n e o u s c o mb u s t i o n t h e g a n g u e s an d l i g h tw e i g h t c o n c r e t e m i x t u r e w
7、o r k a bi l i t y a n d v a r i a t i o n Th e r e s u l t s s ho we d tha t : t h e a d d i t i o n a l a mo u n t o f wa t e r i mp a c t e d mo s t ly o n t h e s p o n t a n e o u s c o mb u s t i o n c o a l g a n g u e s and l i g h twe i g h t c o n c r e t e mi x t u r e wo r k a b i l i ty
8、, f o l l o we d b y t h e gra d i n g o f g ang u e and s a n d r a t i o Wh e n t h e c o a r s e a g g r e g a t e a d d i t i o n a l a mo u n t o fw a t e r i s 7 8 o f wa t e r a b s o r p t i o n r a t e , s a n d r a t i o i s 4 4 a n d g angn e p a r t i c l e s i z e d i s t r i b u t i o
9、n r ang e i s m( 5 1 0 mm1: m( 1 O 1 5 mm): m( 1 5 2 0 mm) b e i n g 7: 4 7: 4 6 , t h e mi x t u r e u n d e r t h e p r e mi s e o f ma i n tai n i n g g o o d c o h e s i v e n e s s and w a t e r r e t e n t i o n p r o p e r t i e s , it h a s t he mo s t l i q u i d , a n d me e t t h e d e s
10、i g n r e q u i r e me n t s t r e n g t h gr a d e o f C20 K e y wo r ds c o a l g a n g ue s an d l i g h tw e i g h t c o nc r e t e wo r k a d d i t i o n a l wa t e r c o n s u mp t i o n s a n d r a t i o p a r t i c l e s i z e di s t r i b u t i o n 在混凝土应用与发展过程中, 伴随着 巨大的资源 和能源消耗以及环境污染。因此 , 对
11、混凝土原材料资 源合理开发以及工业固体废弃物在混凝土中再循环 利用的研究就显得尤为重要。 阜新市矿区常年经受风化侵袭, 周边地区有矸石 山2 3处 , 压占土地 1 9 4 x 1 0 h m2 , 累计堆存量约 1 9 8 8 亿 t I 1 。利用 自燃煤矸石作集料配制混凝土有重要的 现实意义 。随着现浇混凝土的普及, 特别是预拌混凝 土的推广应用, 自燃煤矸石集料混凝土受到很大限 制。这是因为煤矸石自燃后具有吸水率大的特性, 现 场搅拌时加在混凝土中的部分拌合用水被 自燃煤矸 石集料吸收, 使得拌合物过于干稠, 不能满足施工 的 流动性要求。本试验以 自燃煤矸石砂轻混凝土在高 度协调中实
12、现大流动性为研究目标, 从自 燃煤矸石粗 收稿 日期 :2 0 1 2 1 1 - 2 5 基金项 目:国家 自然科学基金煤炭联合基金( U1 2 6 1 1 2 2)。 一 8 集料材质特性入手, 研究 自燃煤矸石砂轻混凝土拌合 物工作性的主要影响因素, 为 自燃煤矸石砂轻混凝土 的设计及应用提供理论基础。 1 实验部分 1 1 原料 自燃煤矸石粗集料, 选取阜新新邱露天矿 自燃煤 矸石 , 粗集料加工过程为 : 自燃煤矸石一大锤破碎叶 颚式破碎机破碎一对其中粒径较大针片状骨料进行 挑选并小锤破碎叶筛分出各级配煤矸石 组配。其 主要技术性质指标见表 1 2 】 。 胶凝材料, 阜新大鹰牌4
13、2 5 普通硅酸盐水泥 ( E O) , 阜新热 电厂 I级粉煤灰; 阜新 红帽子天然河 砂, 细度模数 Mx 2 8 , 级配为 I I 区, 含水率 3 0 2 , 含 泥量 2 8 ; 普通 自来水 ; 减水剂 , 棕色粉末状萘系高 效减水 剂, 减水率 1 5 1 7 , 掺 量 0 9 5 ; Z Y - 9 9 型 三萜皂甙引气剂, 掺量 0 0 0 5 7 , 每立方米混凝土中 引入的气泡数多达 1 0亿个以上。 周梅 ,王强,牟爽 自燃煤矸石粗集料特性对混凝土拌合物工作性影响研究 表1 自燃煤矸石粗集料主要技术性质指标 1 2 试验 设计 1 2 1 正交试验设计: 为研究 自
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