机制砂级配对混凝土性能的影响规律与作用效应.pdf
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1、2 0 1 3 年 第 1 期 (总 第 2 7 9 期 ) Nu mb e r 1 i n 2 0 1 3 ( T o t a l No 2 7 9 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 原材料及辅助物料 M ATERI AL AND ADM I NI CLE d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 - 3 5 5 0 2 0 1 3 0 1 0 2 1 机制砂级配对混凝土性能的影响规律与作用效应 艾长发 ,彭浩 ,胡超 z ,周永武 s ,屠凌波 。 ( 1 西南交通大学 道路工程四川省实验室,四川 成都 6 1 0 0 3 1 ;2 中铁二院工程集团
2、有限责任公司 ,四川 成都 6 1 0 0 3 1 ; 3 四川纳黔高速公路有限责任公司 ,四川 成都 6 1 0 0 4 1 ) 摘要 : 为揭示机制砂级配对混凝土性能的影响规律与作用效应 , 以 1 1 8 m m筛孑 L 为分界点 , 将机制砂颗粒组成分成 I ( 粒径 1 1 8 mm颗粒 ) 、 I I ( 粒径 1 1 8 mm颗粒 ) 组分 , 设计并进行 了 6 种不 同级配类型机制砂及其混凝土性能的试验 。 试 验结果表明 : 细度模数仅是表征机制砂的粗细程度的宏观指标 , 无法反映颗粒级配的真实情况 , 决定机制砂 品质好坏的内在因素是颗粒级 配, 生产时应得到严格控制 ,
3、 为提高混凝土强度及工作性能 , 应尽 量使颗粒级 配曲线具有骨架密实特征 ; 机制砂 I 组分主要影 响混凝土的泌水性 , I I 组分主要影响混凝土的保水性及黏聚性 , 为保证混凝土的工作性能 , 应使 I 、 I I 组分 的含量比例保持在 1 : 2 左右 , 并有效控制 I 组分颗粒组成 比例 ; 为充分发挥 I 组分的填充密实与次骨架结构作用效应 , 以提高混凝土的整体性能, 宜将 1 1 8 mm筛档累计筛余百分率控制在级配中值附近, 且 4 7 5 、 2 3 6 、 1 1 8 i n to三筛档累计筛余百分率按 2 :3 : 1 进行控制。 研究成果为 机制砂颗粒级配的控制
4、及混凝土性能的优化提供 了有力支撑。 关键词: 混凝土 ;机制砂 ;级配 ;颗粒组分 ;抗压强度 ;工作性;作用效应 中图分类号: T U 5 2 8 0 4 文献标志码: A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 3 ) 0 1 0 0 7 3 0 4 I n f l u e n c e l a w a n d a c t i on e ffe c t o f m a n u f a c t u r e d s a n d gr a d a t i o n on c o n c r e t e p e r f o r m a n c e AJCh a n g- f a
5、 , PENG Ha o , HU Ch a o2 , ZHOU Yo n g - wu。 , TU Li n g - b o ( 1 Hi g h wa yE n g i n e e r i n g Ke yL a b o r a t o r yo f S i c h u a nP r o v i n c e , S o u t h we s t J i a o t o n gUn i v e r s i t y , C h e n g d u6 1 0 0 3 1 , Ch i n a ; 2 C h i n a Ra i l wa y E r y u a n E n g i n e e
6、ri n g G r o u p , C h e n g d u6 1 0 0 3 1 , C h i n a ; 3 S i c h u a n Na q i a nE x p r e s s w a y L i mit e d L i a b i l i t y C o m p a n y , C h e n g d u 6 1 0 0 4 1 , C h i n a ) Abs t r act : I n o r de r t o r e v e a l t h e i n flue nc e l a w a nd a c t i o n e ffe c t o f ma n uf a
7、c t u r e d s a nd g r a d a t i o n o n c o n c r e t e pe r f o r man c e t h e ma nu f a c t u r e d s a n d wa s d i v i d e d i n t o two p a r t s a c c o r d i n g t o t h e s i z e , t h e o n e wa s b i g g e r t h a n 1 1 8 i n n 1( p a r t I ) and t h e o the r o n e wa s s ma l l e r tha
8、n 1 1 8 mm( p a r t I I ) J m d t h e n t h e t e s t s a b o u t the p e rf o r ma n c e o f c o n c r e t e we r e d o n e h e r e f o r s i x d i ff e r e n t g r a d a t i o n s o f t h e manu f a c t u r e d s a n d T h e t e s t r e s u l t s s h o w e d :th e fi n e n e s s c o u l d n t r e
9、f l e c t t h e a c t u a l c o n di t i o n o f t h e g r a i n g r a d a t i o n , i t w a s j u s t th e m a c r o s c o p i c i n d i c t s f o r e x p r e s s i ng t h e d e gre e o f c o a r s e pa ni c l e i n ma n uf a c t u r e d s a n d, an d t h e gra i n gra d a t i o n wa s the i n t ri
10、ns i c i n dic t s for t h e man u f a c t u r e d s a nd q u a l i t y, wh i c h s h o u l db e c o n t r o l l e d s t r i c t l yi np r o d u c t i o n , a n da l s ob e d e n s e f r a me wo r ki n o r d e r t oi mp r o v et h e s tre n g t handwo r k a b i l i ty o f the c o n c r e t e t h e m
11、anu f a c t u r e d s and o f p a n I h a d a n e ff e c t o n wa t e r p e rm e a b i l i t y o f c o n c r e t e w h i l e the p a r t I I m a i n ly e ff e c t o n th e wa _ t e r r e t e n t i o n an d c o he s i v e ne s s To e ns u r e t h e p e r f orm an c e o fc o nc r e t e, the c o nt e n
12、 t r a t i o o ft h e t wo pa r t s s h ou l d be k e e p by 1 :2, and the p ar- t i c l e o f p a r t I s h o u l d b e c o n t r o l l e d e f f e c t i v e l y ( T h e c u mu l a t i v e s i e v e r e s i d u e o f 1 1 8 i n t n s h o u l d b e c o n t r o l l e d n e arl y the me d i an g r a d
13、a - t i o n, an d t h e c um ul a t i ve s i e v e r e s i d ue o f4 75 mm , 2 3 6 n L r n, 1 1 8 r n lT l s h o ul d be c on t r o l l e d b y t h e r a t i o o f2: 3 : 1 , whi c h we r e f a v o r a b l e for t he fil l i n g r o l e a nd s u b fra me wo r k a c t i o n of p a r t I The r e s e a
14、r c h r e s ul t s a r e u s e f u l for c o n t r o l l i n g t h e g r a i n gra d a t i o n o f t h e ma n uf a c t u r e d s an d an d he l p i ng t h e c o n c r e t e pe r f o rm a n c e o p t i mi z a t i o n Ke y wo r d s : c o n c r e t e ; ma n u f a c t u r e d s and; gra d a t i o n; p a
15、 r t i c l e c o mp o s i t i o n ; c o mp r e s s i v e s tre n g t h ; wo r k a b i l i ty; a c t i o n e ff e c t 0 引 言 随着西部大开发 战略的快速推进 , 以及基础设施建设 过程 中节能环保和水土保持的需要 , 天然砂资源逐渐短缺 , 开采限制也 日趋严格 , 因此 , 应用机制砂替代天然砂已成 为混凝土行业可持续发展的一种趋势 1 1 。 为掌握机制砂的 特性 , 扩大其在混凝 土工程 中的应用范 围, 广大研究工作 者对机制砂生产工艺、 混凝土配制技术及其性能做了大
16、量 研究工作 , 并在多项重要工程 中得 到成 功应用 2 卅 。 机制砂 的主要性能参数包括颗粒形状 、 级 配 、 细度模数 以及石粉 含量 、 含泥量、 压碎值指标等, 文献 5 8 】 从不同侧重点分别 就这些主要参数对混凝土性能的影 响规律开展 了研究 , 并 提出了控制标准建议值 。 文献 9 对相 同级配河砂和机制砂 混凝 土工作性与强度特性进行 了研究 , 提出应用 比表面积 指标来表征机制砂 的粒形和表 面特征 。 在机制砂主要性能 参数 中, 颗粒级配作为机制砂质量控制的关键指标, 其对 收稿 日期 :2 0 1 2 - 0 7 1 2 基金项目:四川省交通厅科技项 目(
17、S C 2 0 0 8 1 3 1 ) ; 中央高校基本科研业务费专项资金项 目( S WJ T U1 2 Z T 0 5 ) 7 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 混凝土性能有着重要影响 , 然而从 目前的生产现状来 看 , 常存在级配不 良或超 出级配范 围的情况 , 有关机制砂级配 如何合理控制是工程 中重点关注的问题之一。 为此 , 本试 验以 1 1 8 m m筛孔为分界点 , 将机制砂颗粒组成分成 I ( 粒 径 1 1 8 m m颗粒 ) 、 I I ( 粒径 1 1 8 to n i 颗粒 ) 组分 , 从各组 分的含量及颗粒组成 比例角度 ,
18、 深入研究机制砂颗粒级配 对混凝土性能 的影响及其作用效用 , 为机制砂颗粒级配控 制及其在混凝土工程 中的应用提供技术指导。 1 试验方案与结果 1 1 试 验 材 料 结合工程建设材料实际情况 , 粗集料 采用石灰岩 , 将 其 5 1 6 I n lT I 、 1 6 2 5 m m两档料按最 大紧密堆积密度进行 掺配 , 最 终掺配合 比例 为 4 0 : 6 0 。 细集料 选用石灰 岩经破 碎而成的机制砂 , 水泥等级为 P 04 2 5 R, 粉煤灰为 I 级 , 减 水剂为聚羧酸型高效减水剂, 减水率为 2 5 , 掺量为 0 8 。 混凝土等级为 C 5 0 , 坍落度 1
19、8 0 mm, 混凝 土设计 强度 5 9 8 MP a , 根据优 化试验结果 , 粉煤灰掺量为 1 0 , 机制砂 石粉含量为 7 , 其余指标均满足要求 , 混凝土配合 比参数 见表 1 。 表 1 混凝土配合比设计参数 k 砂 率水 泥粉 煤 灰水机 制 砂 塑 减 水 剂 kg kg k g kg 5 -1 6mn l 1 6 2 5mm k g 0 3 3 3 9 41 8 46 1 5 3 7 1 5 6 7 1 44 7 3 71 2 1 2 机制砂级配类型及参数测定 本试验以二区砂的颗粒级配范围为基准, 设置了 6 种 级配类型 , 即 : 级配上限、 级配中值 、 级配下限
20、 、 级配上限到下 限 、 级配下限到上限及级配不良等 6 种类型 , 以研究级配变 化对机制砂物理参数及对应 C 5 0 混凝士I生能的影响。 根据本 研究机制砂颗粒级配组成 的设置情况 , 作如下定 义: 粒径范 围 1 1 8 m m 的组成部分为 I 组分 , 1 1 8 m m 的组成部分为 I I 组分。 各种机制砂基本参数见表 2 , 颗粒级配曲线见图 1 。 表 2 试验分组及参数测定结果 1 00 90 8 0 褂 7 0 60 罢 5 0 壕 4 0 3 0 j2 0 1 0 0 O 0 6O 1 1 8 2 36 4 7 5 筛孔尺寸 mm 各类型机制砂颗粒级配曲线 类型
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