人工砂中石粉含量对碾压混凝土性能的影响.pdf
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1、2 0 1 4年 第 4期 (总 第 2 9 4期 ) Nu mb e r 4 i n 2 0 1 4 ( T o t a l No 2 9 4 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 预拌混凝土 READY MD D C0NCRETE d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 - 3 5 5 0 2 0 1 4 0 4 0 3 3 人工砂中石粉含量对碾压混凝土性能的影响 王立华 1 l 2 ,刘佳 1 l2 ,詹镇峰 。 ( 1 广东省水利水电科学研究院 ,广东 广州 5 1 0 6 3 5 ;2 。 广东省水利重点科研基地 ,广东 广州 5 1 0 6 3
2、 5 ; 3 广州大学 ,广东 广州 5 1 0 0 0 6 ) 摘要 : 就人工砂中石粉含量对新拌碾压混凝土和硬化后性能的影响进行系统研究 。 研究发现 , 随石粉含量的增大 , 碾压混凝 土 的 V C值和单位用水量线性增大 , 石粉含量每增大 1 0 , V C值增大 4 6 S , 单位用水量增加约 7 5 k g m 3 ; 随着石粉含量增大 , 碾 压混凝土的含气量先减小, 后增大 , 1 8 最小 ; 随着石粉含量增大, 碾压混凝土的抗压强度 、 抗拉强度和抗冻性能提高, 干缩基本相 等。 水工碾压混凝土用人工砂的石粉含量控制在 2 3 以内在技术上是可行的, 在经济上是合理的。
3、 关键词 : 水工材料 ;石粉含量;材料试验 ;人工砂 ;碾压混凝土 中图分类号: T U 5 2 8 0 4 1 文献标志码 : A 文章编号: 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 4 ) 0 4 0 1 1 5 0 4 I n f l u e n c e o f s t on e p o w d e r v on t e n t on t h e p r o p e r t i e s o f ma n u f a c t ur e d s a n d r ol l e d a n d c o m p a c t e d c o n c r e t e WANG Li hu a
4、1 ,2 L U J i a1 ,2 ZHAN Zhe nf e n g ( 1 Gu a n g d o n gRe s e a r c hI n s t i t u t e o f Wa t e r Re s o u r c e s a n dHy d r o p o we r , G u a n g z h o u 5 1 0 6 3 5 , Ch i n a ; 2 Gu a n g d o ngKe yRe s e a r c hBa s e o fW a t e rRe s o urc e s, Gu a ng z ho u 51 0 6 3 5, Ch i na; 3 Gu a
5、n g z h o uUn i v e r s i t y, Gu a n g z h o u 5 1 0 0 0 6, C h i n a ) Abs t r ac t : Th e i n f l u e n c e o f ma n u f a c t u r e d s a n d s t o ne po wd e r c o n t e n t o n t h e p r o p e r t i e s o f f r e s h a n d h a r d e n e d r ol l e d a n d c o mp a c t e d c o n c r e t e we r
6、e s y s t e ma t i c a l l y s t u di e d i n thi s p a p e r Re s u l t s i n di c a t e tha t , the s t o ne p o wd e r c o n t e n t i nc r e a s e s b y 1 0 , the VC va l ue i n c r e a s e s b y 46 S a n d t h e u n i t wa t e r do s a g e i n c r e a s e s by a b o ut 7 5 k g m W i t h the i n
7、 c r e a s e o f t h e s t o n e p o wd e r c o n t e nt , the a i r c o nt e n t o f r ol l e d a n d c o mp a c t e d c o n c r e t e fir s t l y de c r e a s e s an d t h e n i nc r e a s e s wh e n the s t o n e po wd e r c o nt e n t i s 1 8 , the a i r c o n t e n t i s t h e mi n i mu m W i t
8、 h the i n c r e a s e o f t h e s t o ne po wd e r c o n t e n t , the c o mpr e s s i v e s tre n gt h, t e ns i l e s t r e ng t h and fros t r e s i s t a n c e o f r o l l e d a n d c omp a c t e d c o n c r e t e a r e i m p r o v e d, and the d r y s h r i n ka g e a r e a p p r o xi ma t e l
9、 y e q u a 1 I t i s f e a s i b l e i n t e c h no l og y an d r e a s o na b l e i n e c on o my i n e c o no my that we c o n t r o l t he s t o n e p o wd e r c o n t e nt o fma n u f a c tur e d s a n d h y dr a u l i c r o l l e d a n d c o mp a c ted c o n c r e t e wi t h i n 2 3 Ke y w o r
10、d s : h y d r a u l i c b u i l d i n g ma t e r i a l s ; s t o n e p o wd e r c o n t e n t ; ma t e r i a l t e s t ; ma n u f a c t u r e d s an d ; r o l l e d a n d c o mp a c t e d c o n c r e t e 0 引言 由于基础建设的迅速发展 、 环境保护的压力 以及河砂 资源分布的不均衡, 人工砂在水利工程 中得到广泛应用 。 人 工砂 中石粉 降低碾 压混凝土 的 V C值 , 增大用水量 ,
11、对碾 压混凝土 的性能造成影响 , 因此我 国水利行业 的水工碾压 混凝土施工规范和质量评定标准对其含量都有 明确的限 制。 S L 3 8 1 9 9 2 水利水电基本建设工程单元工程质量等 级评定标准( 七 ) 水工碾压混凝土工程 第 l 】 1 2 条规定 : 人 工砂 中石粉含量 ( d 0 1 5 m m 的颗粒 ) 含 量的质 量标 准为 6 1 2 。 S L 5 3 1 9 9 4 水工碾压混凝土施工规范 第 2 0 8 条 规定 : 使用人工砂 时 , 砂 中石粉含量 ( d 0 1 6 m m 的颗粒 ) 含量宜控制在 8 1 7 为宜 , 超过 1 7 应经试验论证 。
12、棉花滩水 电站采用 黑云母 花 岗岩生产 的原状人 工砂 细度模数 2 2 2 8 , 石粉含量 1 9 2 2 , 石粉含量 1 6 混凝 土性 能最优 , 石粉含量 2 1 次之 , 但优 于石粉含量 1 2 1 J 。 黄丹水电站总装机容量 4 5 万 k W , 混凝土浇筑约 2 8 万 m , 人工砂采用 白云质灰岩及 石灰岩 , 石粉含量控制标准( 1 8 2 ) , 从机 口抽样 检查抗压强度 1 0 0 0多组 , 强度合格率大 于 9 5 , 离差系数小于 0 1 5 , 强度保证率大于 9 0 c2 J 。 江垭 碾压混凝土大坝施工人工砂石粉含量达到 2 3 , 大朝 山电
13、 站人工砂石粉含量超过 2 2 圆 。 中国工程院院士谭靖夷提出 “ 碾压混凝土必须使用高石粉含量 的砂子” 。 因此 , 对于人 工砂 中石粉在碾压混凝土 中的作用及其限值值得进一步 研究和探讨 。 1试 验 1 1 原材料 水泥为韶关昌山水泥厂有限公司生产 , 粤海牌中热 硅 酸盐水泥 , 强 度等级为 P MH 4 2 5级 , 主要性能指标 见 表 1 、 2 。 粉煤灰为韶关市松尧环保建材有 限公司的 I 级粉 煤灰, 检验结果见表3 。 细集料为乐昌峡水利枢纽工程将军 收稿 日期:2 0 1 3 1 0 - 1 2 基金项 目:广东省水利科技创新项 目( 2 0 0 6 1 0 )
14、 ; 乐昌峡水利枢纽工程管理处资助 l 1 5 山砂石场生产的石灰岩人工砂 , 级配属 I I 区 , 检验结果 见 表 4 、 5 。 粗集料为广东省乐 昌峡水利枢纽工程将军 山砂石 场生产 的石灰岩碎石 , 物理性能指标分别见表 6 所示。 减水 剂为建标 F D N 4 4 0 T , 萘系高效减水 剂 , 掺量为 1 3 ; 引气 剂掺量 0 8 。 1 2配合 比 粗 骨料 为 灰岩 碎石 , 三级 配 , 经过 水 洗 , 其 组 成 为 5 2 0 m m 占 3 0 、 2 0 - - 4 0 m m 占 4 0 、 4 0 8 0 mm 占 3 0 。 人工砂 石粉含量为 1
15、 1 、 1 5 、 1 8 、 2 2 。 混凝 土配合 比 见表 7 。 表 1 水泥物理力学性能试验结果 细度( 0 0 4 5 m m筛余 ) 需水量比 烧失量 三氧化硫 含水率 种类及规格 表观密度 饱和面干表观密度 堆积密度 吸水率 含泥量 压碎指标 针片状含量 ( k g m ) ( k g m3 ) ( k g m3 ) 2试验 结 果 2 1 石粉含量对 VC值 的影响 碾压混凝 土的特定施工方法要求其拌合物必须具有 适 当的工作度 , 既能承受住振 动碾在上行走不陷落 , 也不 能拌合物 因过于干硬使振动碾难 以碾压密实 。 碾压混凝土 拌合物的工作度采用 V C试验方法测
16、定 。 我国碾压混凝土 施工规范规定V C的取值范围一般为 5 1 5 s , 近年来不少工 程为解决碾压混凝土施工过程中的层面结合问题, 倾向于 选择较低的 V C值 , 甚至低于 5 S 。 由图 1 可见, 采用2 配合比, 随石粉含量的增大, 碾压 混凝土V C值增大, 呈线性关系, 相关性良好。 当石粉含量在 1 1 2 2 范围内, 石粉含量每增大 1 0 , V C值增大 4 6 S 。 石粉颗粒细微 , 比表面积大 , 润湿表面所需水分多 , 导致碾 压混凝土的工作性降低, V C值增大。 碾压混凝土 V C值一 人T砂石粉含量 h 关系式 : 1 1 6 l U l 2U 2
17、 石粉含量 图 1 石粉含量对碾压混凝土 V C值 的影响 VC= O 4 6 h一 2 - 3 ( 1 ) 式 中: c 碾压混凝土工作度 , S ; 人工砂中石粉含量 , 。 2 2 石粉含量对单位用水量的影响 由图 2 可见 , 随石粉含量增大 , 为达到相 同的 V C值 , 碾压混凝 土单位用水量逐渐增大 , 呈线性关系 , 相关性 良 好 。 石粉每增加 1 0 , 单位用水量增加约 7 5 。 石粉颗粒细 8 6 4 2 、 u 宕 、 * 芷 舟 石 粉 含 量 , 图 2 石粉含量对碾压混凝土单位用水量的影响 微, 比表面积大, 润湿表面所需水分多, 为了使碾压混凝土 的 V
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