水下自密实机制砂混凝土的应用与研究.pdf

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1、城市建筑I研究·探讨IURBANISMANDARCHITECTURERESEARCH·DISCUSSION水下自密实机制砂混凝土的应用与研究■王军【摘要】利用机制砂配制水下自密实混凝土，保证了混凝土具有大流动性、抗分散性、水下自密实性，解决了用机制砂配制水下混凝土因产生离析泌水、坍损大、堵管等引起的质量缺陷问题。【关键词】机制砂大流动性抗分散性水下自密实随着我国基础设施建设的迅猛发展和对环境保护的日益重视，现有的天然砂资源已经不能满足工程建设的需要，如何开发新的混凝土细骨料资源——机制砂，合理利用自然资源并满足国家基础建设和有效保护生态环境，己是摆在我们面前的一个严峻问题。欧美发达国家使用混合

2、砂(机制砂)已有30多年历史，他们对机制砂的性能与试验、使用标准己相当完善。在我国人们对机制砂的认识不足，没有完善的技术规程作指导，对天然砂还存在较强的依赖性，在许多重要结构中对机制砂的使用还存在限制条件：对于使用机制砂多数是在天然砂供应不足或经济比选相差悬殊时不得己而为之的方案，使用机制砂配制混凝土已成为今后的混凝土发展趋势。一、工程概况四川遂西高速赤城湖特大桥位于国家二级饮用水源保护区范围内，水面较宽、沟心呈“u”形，桩基的桩身长且桩径大，桩基处于90m深水区域，山间道路崎岖运输困难，水下混凝土灌注时间长；当地天然砂资源相对匮乏，使用机制砂配制水下混凝土势在必行，又因机制砂混凝土的缺点是和

3、易性差、易板结泌水、经时损失大，这对水下自密实混凝土施工很不利。根据现场施工实际情况，要求混凝土具有：大流动性、抗分散性好、经时损失小、水下自密实。本项目通过大量试验和研究，成功解决这一难题，对以后类似大桩径水下混凝土运用机制砂的配制混凝土具有指导意义。二、细集料的选定1．机制砂的选定在配制水下混凝土配合比之前，多方面选择制砂源，大多数情况下混凝土对骨料本身岩石的矿物类型没有特殊的要求，只需要具有足够高的硬度和强度，良好的级配和粒形，不含有害杂质、黏土和有机物等杂质，化学稳定性好。本项目最终选定护城河卵石制砂，且机制砂外观颜色与天然砂区别不大。2．机制砂与天然砂的优缺点对比(1)机制砂与天然砂

4、相比具有的优点①机制砂能有效、稳定地按国家标准和工程质量要求来控制砂的颗粒级配等技术指标，满足工程质量要求。②机制砂的颗粒都是具有棱角的立方体，而天然砂颗粒多数已趋磨圆，机制砂比天然砂能更有效与粗骨料、胶凝材料结合，因而用机制砂配制的混凝土强度更高。图1机制砂多棱角图片③机制砂生产可以和碎石的生产工艺结合在一起，有利于矿产资源的综合利用，减少环境污染，降低制砂生产成本。④机制砂可以跟随大型工程就地取材、就地生产，降低运输成本和工程造价。(2)机制砂与天然砂相比具有的缺点①机制砂颗粒棱角多，用其配制的混凝土摩阻力大、和易性差，易泌水板结，可泵性和流动性差；同时粒形差、表面较粗糙，比天然砂占有更大

5、的比表面积，对用水量比较敏感，减少了与胶凝材料粘附作用。②机制砂级配差，主要集中在级配曲线两端，中间颗粒较少，特别是2．36衄以上和0．15衄以下表2普通硅酸盐P．042．5水泥技术指标的相对较多。大部分机制砂的细度模数偏大，一般在3．2以上，导致混凝土拌合物和易性、粘聚性差，混凝土静止后会呈现浆骨分离、离析、泌水、板结现象。③机制砂的石粉含量较高、吸水率大，导致混凝土单方用水量明显增加，坍落度损失快，混凝土收缩大，抗压强度偏低。3．合理利用机制砂，有效发挥它优势机制砂颗粒多棱角、表面粗糙，更有利于与胶凝材料结合、提高混凝土强度，但又导致混凝土和易性差、易离析、泌水、板结等，而石粉恰好能弥补这

6、一缺陷，而且能与胶凝材料形成一体，增加了混凝土中的浆体，减少了混凝土中的摩阻力，改善了混凝土的和易性。但石粉是一种惰性掺和料且细度小，会导致混凝土坍落度损失快、易干缩开裂、强度下降。在混凝士配合比设计是，适当掺入粉煤灰或矿渣粉，发挥矿物掺合料的活性效应和微珠效应，弥补石粉的缺陷，增加了混凝土流动性，提高了混凝土后期强度。表1机制砂、混合砂各项指标对比指标机制砂混合砂颗粒级配I区I【区细度模数2．8～4．02．4～3．2表观密度(kg／m3)2560～265026002720堆积密度(kg／m3)1410～14501380～1450空隙率％45～4732～460．075m以下颗粒2012含量％最

7、适合配制混凝土的混合砂细度模数为2．6～3．0，级配为II区，在配制中掺入外加剂，其对外加剂的反应比天然砂更敏感；混合砂配制水下自密实混凝土在深水桩基灌注过程中不堵管，混凝土后期强度高。三、原材料的选定、1．水泥的选定本项目采用普通硅酸盐P．042．5水泥，其碱含量和三氧化硫含量满足规范要求，其技术指标如下：初凝时间(h)比表面(m‘／kg)28d抗折(MPa)28d强度(MPa)二二二二二]三二