CN101164959A - 高泵程机制砂混凝土 - Google Patents
高泵程机制砂混凝土 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101164959A CN101164959A CNA2007102018419A CN200710201841A CN101164959A CN 101164959 A CN101164959 A CN 101164959A CN A2007102018419 A CNA2007102018419 A CN A2007102018419A CN 200710201841 A CN200710201841 A CN 200710201841A CN 101164959 A CN101164959 A CN 101164959A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- concrete
- sand
- test
- pumping
- machine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 213
- 239000004576 sand Substances 0.000 title claims description 126
- 238000005086 pumping Methods 0.000 title claims description 87
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 41
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 22
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 13
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 11
- 239000004575 stone Substances 0.000 abstract description 17
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 abstract 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 abstract 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 117
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 102
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 18
- 238000013461 design Methods 0.000 description 17
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 241000287828 Gallus gallus Species 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 7
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 5
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 4
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 4
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 235000015895 biscuits Nutrition 0.000 description 2
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 2
- 239000004574 high-performance concrete Substances 0.000 description 2
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 241001269238 Data Species 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002939 deleterious effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000002932 luster Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高泵程机制砂混凝土，它由下述重量比的原料制得：水泥400－425，机制砂800－780，5－16mm粒径碎石310－300，16－25mm粒径碎石720－700，水160－155，粉煤灰75－80，减水剂18－24。本发明的机制砂混凝土工作性能良好，泵送高度能够达到200米以上，而且在输送过程中能进行正常的泵送作业，泵送设备运行正常，为各种高塔机制砂混凝土施工提供了技术保障。
Description
技术领域
本发明涉及一种高泵程机制砂混凝土，属于混凝土技术领域。
背景技术
随着经济建设的飞速发展，我国基础建设方兴未艾，建筑材料消耗巨大。但由于我国砂资源分布不均，天然砂资源日渐枯竭，且由于天然砂的过度开采，已经开始影响和破坏生态环境， 特别是有些地区的天然砂资源并不丰富，如云南、四川、贵州等省，加之交通不便，运输成本昂贵，使得砂资源短缺的矛盾日益突出。另一方面，我国贵州等地区矿石储量丰富，在石子开采过程中形成的石粉、石屑未得到充分利用，占据了大量土地，破坏了自然环境，消耗了自然资源。由于石粉、石屑的母材与碎石母材一致，具有较高的强度和相同的热学性能，如果在加工碎石的同时对石粉进行控制，使其具有适当的细粉含量、细度模数、颗粒级配，就可用以替代河砂配制高性能混凝土。
我国早在20世纪60年代中期，就开始了对人工砂的研究。如国家建委四局结合贵州省的实际情况，对贵州地方的山砂进行了大量的调查和研究，编制了贵州省地方标准《山砂混凝土技术规定》，并于1979年出版了《山砂混凝土》一书。安文汉于1988年对石屑代砂在混凝土中的应用进行了一些宏观和微观分析。他对石屑、石粉掺量以及外加剂品种对石屑混凝土的影响进行了研究，并明确提出了石粉的极限掺量。还对石屑混凝土的增强机理从孔隙特征、浆集面结构、相组成三个方面进行了分析，认为混凝土强度提高可用石屑混凝土“微观”模型来解释。尹志府通过大量的试验数据回归出机制砂混凝土的强度统计式，结果显示，与河砂混凝土相比当水灰比相同时机制砂混凝土的强度略高。曹伟宏等人通过提高混凝土的砂率和适当提高水泥用量配制出远距离(输送管道长度240m)、高泵程(82.65m)的泵送混凝土，并在老煤洞特大桥中成功应用。马虎臣等人对石屑混凝土进行了试验研究并提出用石屑部分代替细骨料配制混凝土，并提出石屑与砂的比例6∶4为最佳方案。张映全也提出在混凝土中以50％的石屑取代50％中砂能极大提高混凝土的抗渗、抗冻性能。廖太昌提出用特细砂改善机制砂级配，可配制出泵送性能良好的混凝土，并解决了机制砂配制流态混凝土的外观难题。杨德斌等在大量试验的基础上，论述了石屑提高混凝土强度，改善抗渗、抗冻性的机理，指出石屑用于代替特细砂效果更为显著。
对于机制砂的应用，美国、英国、日本等国家使用机制砂有几十年的应用历史，如20世纪80年代日本的天然集料与人工集料的比例，大约为0.9∶1；20世纪90年代则降为0.5∶1。在我国自从20世纪70年代，贵州省大规模使用机制砂，并制订了地方标准；之后，云南、河南也出台了人工砂地方标准和使用规程，如《云南省人工砂技术标准及应用规程》；20世纪90年代以来，京、津、沪、渝等地都有了人工砂生产线，生产、使用也带动了人工砂的研究。2002年北京出台了《人工砂应用技术规程》，上海出台了《机制砂在混凝土中应用技术规程》。鉴于国内的实际情况，于2002年2月1日起实施的新国标《建筑用砂》(GB/T14684-2001)增加了人工砂为建筑用砂之一，并规定了人工砂的定义、技术要求、检验方法。今后人工砂将作为建筑用砂的重要来源而挤身于建材市场。
因为人工砂由机械破碎、筛分制成，颗粒形状粗糙尖锐、多棱角，通常用它来配制混凝土砂率比河砂混凝土大；并且人工砂颗粒内部微裂纹多、空隙率大、比表面积大，加上石粉含量高等特点，与河砂混凝土相比有较大的差异，主要表现在以下几个方面：
(1)混凝土泵送摩阻力
砂在混凝土中起着填充粗骨料之间空隙的作用，砂浆握裹粗骨料，在混凝土内部紧密接触，形成密实的结构体。泵送混凝土过程中，主要靠泵管壁形成一定厚度的砂浆润滑成后，混凝土在一定的泵压下才能进行输送。由于机制砂颗粒形状尖锐、棱角分明，砂与砂之间将存在过大的摩擦角，势必形成较大的摩阻力，同时加上坝陵河大桥不利的施工条件，混凝土既向下泵送又向上泵送，混凝土泵送过程是大落差向下泵送紧接向上高泵程泵送的极为不利的施工工况，由此混凝土的泵送难度增加很多。由于机制山砂级配的不均匀性，形成的滑润层厚度难以保持一致，混凝土在输送的过程中将成曲线运行。混凝土泵送难度大大增加，泵送失败的频率加大，泵送设备性能要求高。
(2)混凝土的均匀性
机制山砂由机械破碎轧制而成，易产生较多含量的粉尘，按河砂标准控制在1％以下能采用的办法有风筛法和水洗法。但由于风筛易造成较大的环境污染，较普遍的采用水洗法控制含泥量。在冲洗过程中会将对混凝土性能有宜的石粉冲走，或呈不均匀分布。试验表明，山砂中如无一定量的石粉，其保水性能极差，混凝土无流动性，易泌水离析。且由于母岩质地不均匀及节理缝的存在，在同一料源处砂子在外观、色泽、质地、颗粒级配、强度有较大地差异。拌制的混凝土骨架结构不均匀，粉尘含量过多可能导致产生较集中的温热场，散热性能差，拉应力过低，在混凝土结构表面形成龟裂纹，影响外观质量及结构受力。
(3)混凝土的干燥收缩徐变
混凝土收缩徐变主要来自于水泥及细集料的收缩形变。根据试配原则，砂级配不均匀，粉尘含量较大时应适当增加水泥用量，以保证混凝土的设计强度。同时还需采用较大的水灰比。水泥与水反应的初期体积会有所膨胀，当水化充分，水化热开始下降并趋于稳定时，此时的混凝土体积将发生很大的收缩，如受侧限约束，则在混凝土的表面产生拉应力，促使混凝土开裂，如不加以控制，会继续向深层发展，形成对结构有害的深层裂缝。保持低水泥用量，对此有着重要的意义。山砂颗粒自身的吸水率较河砂要大得多，在水份吸收及蒸发过程中，会出现收缩膨胀交替变形，导致结构开裂，影响结构受力的整体性。据试验资料统计，山砂的收缩徐变较河砂徐变值要大10％左右。
(4)碱-集料反应
由于贵州地处喀斯特溶岩地区，所有石料以石灰质石灰岩和石灰质白云岩为主，这两种岩石中都含有一定量的活性SiO2，它会与水泥中的碱发生反应，生成碱硅酸凝胶并吸水产生膨胀。这种膨胀受到周围已硬化水泥石的限制而发生较大的肿胀压力，从而使混凝土开裂和崩溃，因此，对机制砂母材质量要有所控制。
现有技术中，由于山砂与河砂比较，其具有内部微裂纹多、空隙率大、比表面积大，加上石粉含量高等特点，与河砂混凝土相比有较大的差异，因此山砂混凝土的泵程不高，现有公开的资料为130米左右的高度，而河砂混凝土则可以达到200米以上。这样的差异极大的限制了山砂混凝土的运用范围，尤其是在建设180米以上的桥梁等建筑上，在贵州这种天然河砂含量少，石料丰富的地区，如果只能采用河砂来浇注混凝土，更是提高了工程的成本，浪费了自身的资源。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种高泵程机制砂混凝土，它由山砂制备而成，泵程可以达到200米以上。
本发明是这样实现的：它由下述重量比的原料制得：
水泥400-425，机制砂800-780，5-16mm粒径碎石310-300，16-25mm粒径碎石720-700，水160-155，粉煤灰75-80，减水剂18-24。
上述的高泵程机制砂混凝土，最佳配比为，它由水泥407.4-420，机制砂791-785，5-16mm碎石307-304.2，16-25mm碎石714-709.8，水157.6-157.5，粉煤灰77.6-80，减水剂19.4-21.5制得。
上述的高泵程机制砂混凝土，水泥采用PO42.5水泥。
上述的高泵程机制砂混凝土，粉煤灰采用I级粉煤灰。
上述的高泵程机制砂混凝土，机制砂的细度模数为3.05。
上述的高泵程机制砂混凝土，机制砂粉尘含量小于7％。
上述的高泵程机制砂混凝土，减水剂的减水率为20～30％。
本发明的混凝土使用工程为为镇胜高速公路坝陵河大桥主塔，镇宁至胜境关公路是沪瑞国道主干线在贵州省境内的一段，该路段起于安顺市镇宁县城北，穿越黄果树风景名胜管理区，经关岭、晴隆、普安和盘县，终点为滇黔省界的胜境关。坝陵河大桥在关岭县东北跨越坝陵河峡谷，峡谷两岸地形变化急剧，起伏很大，河谷深切达400～600m。坝陵河大桥为主跨1088m单跨双铰钢桁加劲梁悬索桥，大桥东塔总高185.788m，西塔总高201.316m，采用C50混凝土，混凝土总量约4.2万m3，材料耗用巨大。国内对于200m高的主塔混凝土施工，采用机制山砂配制混凝土泵送还没有经验可鉴，为了工程建设的顺利进行，确保大桥工程质量，克服机制山砂高标号高泵程混凝土施工中的技术风险，申请人对所用混凝土的成分配比进行研究和改进，并做了泵送试验，为东、西主塔混凝土施工提供技术支持，同时为今后的桥梁工程建设提供经验和理论依据。申请人在坝陵河大桥39A、39B标段各自的工地试验室经过长达半年的室内混凝土试配及对混凝土原材料和添加剂做深入选型及稳定生产的基础上，得出最佳混凝土配合比，并在39B标工地现场进行了实地泵送试验。泵送线路选择在39B标段2#搅拌站背后沿山坡向上，分别到两个山头顶。第一次泵送试验混凝土管路的水平管线长276m，垂直高度为122m；第二次泵送试验混凝土管路的水平管路长276m，垂直高度为140m。通过两次不同高度的实地混凝土泵送试验，结合室内混凝土力学性能指标检验，验证了现有的泵送设备、原材料、混凝土配合比以及力学性能均能满足施工需要，为主塔混凝土施工提供了强有力的技术支持。
机制砂高标号高泵程砼泵送试验选定在39B标段2#混凝土搅拌站实施，该搅拌站配备HZS-75B型全电脑控制搅拌机1套，最大产量75m3/h，中联HBT80混凝土输送泵1台，最大输送量80m3/h，以及相关配套设施。
试验分两个阶段进行，第一阶段：混凝土泵送水平管路长276m、垂直高度为122m；第二阶段为在第一阶段试验的基础上增加泵送垂直高度，达到140m。根据《混凝土泵送施工技术规程(JGJ/T-10-95)》，混凝土泵送高度换算见下表1：
砼输送管配管换算表 表1
通过换算，两个试验阶段混凝土泵送的换算高度分别为196米和214米(未计弯管带来的高度损失)，由此混凝土泵送模拟高度与坝陵河大桥东、西主塔基本相符，混凝土泵送试验具有代表性。
试验分别采用39A和39B两标段各自配制的主塔C50高性能混凝土配合比，在两个不同泵送高度、选用不同原材料、不同配合比以及在人为设置泵送障碍的情况下进行混凝土泵送试验。试验过程中针对各种试验状况分别进行现场取样、现场检测，整个试验现场取样5组，以检测混凝土力学性能指标，即在垂直高度122m的条件下，采用39B标段主塔混凝土C50配合比进行试验1组，设置人为障碍1组；在垂直高度140m的条件下，采用39A、39B标段主塔混凝土C50配合比进行试验各1组，设置人为障碍1组。
第一阶段试验(输送垂直高度为122m)
第一阶段试验的主要目的：
(1)根据先易后难的试验原则，通过第一阶段试验初步验证机制砂混凝土向上泵送施工的性能指标和工作性能，验证设备工作性能；
(2)通过对122m高度进行泵送，收集有关数据，改进和优化机制砂混凝土配合比，为140m高度泵送提供依据及参考。
(3)第一阶段试验混凝土向上泵送换算高度为196m，与东塔混凝土施工工况基本相符，通过实地泵送试验也可为坝陵河大桥东塔施工的机制砂混凝土配合比参数提供参考。
3.1.1试验准备情况
(1)试验时间：2006年7月7日上午8:30至中午11:45
(2)试验地点：镇胜高速公路坝陵河大桥第39B合同段施工现场
(3)原材料使用情况
试验以39B合同段主塔C50混凝土配合比为依据，混凝土选用的原材料为：
水泥：贵州乌蒙山P.O42.5；
碎石：关岭鸡窝田料场5～25mm碎石。表观密度为2770kg/m3，其余各项指标均符合要求；
砂：关岭鸡窝田料场机制砂，细度模数3.05。属于DBJ22-016-95规程中的I区砂，表观密度为2730kg/m3，其余各项指标均符合要求；
掺和料：安顺电厂I级粉煤灰；
外加剂：广东湛江FDN-5型高效减水剂；
水：关岭自来水。
其中砂石料、水泥的各项指标如下表2、表3、表4。
水泥指标检验表 表2
细骨料指标检验表 表3
| 名称 | 母岩强度 | 视比重 | 堆积密度 | 粉尘含量 | 细度模数 | 所处级配区 |
| 鸡窝田料场机制砂 | 118.8MPa | 2.73g/cm5 | 1.87g/cm5 | 6.7％ | 3.05 | I区 |
粗骨料指标检验表 表4
试验配合比
本次试验采用39B标段主塔C50混凝土配合比，见表5：
表5
配合比基本设计资料如下：
配合比1：
设计坍落度：120～220mm
配合比参数：C(水泥)∶F(粉煤灰)∶S(砂)∶G(碎石)∶W(水)∶Ad(外加剂)
420∶80∶785∶1014∶157.5∶12.5
0.84∶0.16∶1.57∶2.028∶0.315∶0.025
水胶比：0.315；砂率：44％；粉煤灰采用等掺法，掺量为16％。
试拌后，混凝土粘聚性良好，该配合比试件7天抗压强度为55.4MPa，达到设计强度的110.8％，28天抗压强度为71.5MPa，达到设计强度143％。
混凝土初凝时间为4小时30分。初始扩展度为54×60cm，坍落度为210mm；1小时后基本无坍损，扩展度为49×55cm，基本无泌水现象。
配合比2：
设计坍落度：120～220mm
配合比参数：C(水泥)∶F(粉煤灰)∶S(砂)∶G(碎石)∶W(水)∶Ad(外加剂)
407.4∶77.6∶791∶1022∶157.6∶12.1
0.84∶0.16∶1.63∶2.107∶0.325∶0.025
水胶比：0.325；砂率：44％；粉煤灰采用等掺法，掺量16％。
试拌后，混凝土粘聚性良好，该配合比试件7天强度为51.6MPa，达到设计强度103.2％；28天强度为66.0MPa，达到设计强度132％。
混凝土初凝时间为4小时10分，初始扩展度为51×55cm，坍落度为210mm；1小时后基本无坍损，扩展度为45×52cm，基本无泌水现象。
在混凝土试配过程中，还采用不同外加剂进行试验比较。
外加剂选用上海华登HP400(聚羧酸盐类)进行试拌，水剂掺量：1.0％。
配合比参数：C(水泥)∶F(粉煤灰)∶S(砂)∶G(碎石)∶W(水)∶Ad(外加剂)
420∶80∶785∶1014∶157.5∶5.0
0.84∶0.16∶1.57∶2.028∶0.315∶0.01
试拌后，混凝土粘聚性好，和易性好，试件的7天及28天混凝土抗压强度也能满足试配强度要求，坍落度210mm，扩展度为56×60cm，1小时后也没有坍损，基本无泌水。但混凝土容重偏大为2550kg/m3，超过了设计配合比容重2462kg/m3，且混凝土过于粘稠，混凝土可泵性较差，不利于现场施工。之后我们针对混凝土过重过粘情况，对聚羧酸盐类外加剂进行了调整。在外加剂里掺入了少量的引气剂，用以减轻混凝土重量和粘度。但经过多次调整仍无法彻底有效的解决此种情况，最后放弃该配合比。
现场试验
(1)混凝土的可泵性及工作性能测试
为了保证在混凝土输送泵入口和垂直高度122m出口处混凝土取样为同一盘料，我们采用了在混凝土中洒墨汁做标记的方法。现场在输送泵入口和出口处取样3组，对混凝土各项工作性能指标进行测试，见记录表6、表7。
机制山砂混凝土泵送试验记录表 表6
机制山砂混凝土泵送试验记录表 表7
分析上述试验数据，得到以下结论：
(1)在混凝土连续向上泵送的前提下，混凝土各项性能指标满足设计和施工要求，混凝土泵送顺畅；
(2)混凝土在放置一定时间后，其工作性能发生变化。本试验将混凝土放置1小时后，混凝土塌落度损失20～30mm，扩展度损失5～15cm，即和易性和流动性变差，导致混凝土的输送困难。
(2)设备运行记录
在泵送过程中，对输送泵的运行情况进行了跟踪记录，见记录表8。
机制山砂砼泵送试验记录表 表8
从输送泵运行状态和泵送过程，得到以下结论：
(1)根据混凝土现场施工工况合理配置混凝土输送设备，才能确保混凝土泵送正常；
(2)混凝土输送压力随着混凝土泵送高度的升高呈线形升高，混凝土输送到出口后压力趋于稳定。本试验在完成垂直高度122m的泵送情况下，输送泵压力稳定在在19MPa。混凝土连续泵送，输送泵设备性能满足要求；
(3)在故障试验中，混凝土在输送管中静止1个小时，然后重新输送，输送泵的瞬时压力达到了30MPa，混凝土输送阻力产生突变，阻力急剧加大，反泵3～4个行程后压力才趋于正常；
(4)放置1小时后，混凝土坍落度和扩展度均损失较大，塌落度损失20～30mm，扩展度损失5～15cm，混凝土和易性、流动性变差，不利于泵送施工；
(5)原则上要求混凝土泵送保持连续施工，但若因特殊原因停顿，应采取间歇式泵送的管道疏通措施，避免完全停机状态(如本故障试验)，以防堵管。
(3)混凝土试样力学性能指标检测
试验时，在各阶段输送管出口处均按要求对混凝土进行分组取样，检测其7天、28天的混凝土性能指标。
经检测其有关的性能指标如下：
39B标第一阶段混凝土强度表 表20
试验小结
通过混凝土122m垂直高度的泵送试验来看，混凝土的和易性、流动性比较好，C50混凝土配合比的配制合理，能够满足东、西主塔塔柱的施工要求(其中东塔柱可一次输送到位)，混凝土输送设备运行正常，在此高度能够保证混凝土施工的顺利进行，高扬程泵送后的混凝土性能指标满足设计及规范要求，试验基本达到了预期目标，同时记录的数据对后续140m高度下的试验提供参考依据。
在施工中为确保混凝土质量，提高混凝土工作性能，必须严格控制原材料质量，密切注意混凝土在输送前的质量，严格按照施工配合比进行配制混凝土，加强原材料计量误差控制，减少输送过程中的停顿时间，从而减少输送堵管现象的几率。
试验第二阶段(输送垂直高度为140m)
在完成泵送垂直高度122m的试验后，再进行垂直高度140m的试验，主要有以下几个方面的考虑：
(1)通过试验，进一步优化本发明混凝土的配合比。
(2)第一阶段试验的高度能够满足东塔柱混凝土一次性输送到位，但并不能保证西主塔也能一次输送到位，因此，需要进行更高的输送高度试验，以满足西塔混凝土输送要求。
(3)通过对140m垂直高度进行泵送，收集有关数据，为今后山区大桥混凝土施工提供依据及参考。
试验准备情况
(1)试验时间：2006年7月29日下午15:00至下午18:00
(2)试验地点：镇胜高速公路坝陵河大桥第39B合同段施工现场
(3)原材料使用情况
此阶段试验配合比以39A和39B合同段主塔C50混凝土配合比为依据，混凝土采用的原材料除砂石料和外加剂不同外，其他材料基本为相同厂家供应。
(1)、38A合同段所用材料
砂、石料：39A合同段在黄果树后头冲料场生产
水泥：贵州水城水泥厂乌蒙山P.O42.5水泥
掺和料：贵州安顺电厂I级粉煤灰。
外加剂：山西黄腾UNF-1型粉剂。
水：坝陵河河水。
其中砂石料、水泥的各项指标如下表9、表10、表11。
细骨料指标检验表 表10
| 名称 | 母岩强度 | 视比重 | 堆积密度 | 粉尘含量 | 细度模数 | 所处级配区 |
| 后头冲料场机制砂 | 110.5MPa | 2.683g/cm5 | 1.671g/cm5 | 5.4％ | 2.86 | I区 |
粗骨料指标检验表 表11
(2)、39B合同段所用材料
砂、石料：39B合同段在关岭鸡窝田料场生产
水泥：贵州水城水泥厂乌蒙山P.O42.5水泥
掺和料：贵州安顺电厂I级粉煤灰
外加剂：广东湛江FDN-5型高效减水剂
水：关岭自来水
其中砂石料、水泥的各项指标如下表12、表13、表14
水泥指标检验表 表12
细骨料指标检验表 表13
| 名称 | 母岩强度 | 视比重 | 堆积密度 | 粉尘含量 | 细度模数 | 所处级配区 |
| 鸡窝田料场机制砂 | 118.8MPa | 2.73g/cm5 | 1.870g/cm5 | 6.7％ | 3.05 | I区 |
粗骨料指标检验表 表14
试验配合比
试验配合比见下表
(1)第39A合同段C50混凝土配合比见表15。
39A合同段试验配合比 表15
(2)第39B合同段C50混凝土配合比见表16。
39B合同段施工配合比表 表16
现场试验
39A标段第1配合比没有掺用粉煤灰，此次泵送试验没有采用该配合比。根据两个标段不同的配合比和原材料在现场进行垂直高度140m的泵送试验，现场试验情况比预估的要好得多，混凝土一次泵送成功，各项性能指标测试良好。现场试验记录如下：
(1)混凝土的可泵性及工作性能测试
为了保证在混凝土输送泵入口和垂直140m高度出口处混凝土取样为同一盘料，采用在混凝土中洒墨汁做标记的方法。现场在输送泵入口和出口处取试样3组，对混凝土各项工作性能指标进行了测试，见记录表17、表18。
机制山砂混凝土泵送试验记录 表17
机制山砂混宁土泵送试验记录 表18
从以上试验数据，得到以下结论：
(1)两个标段配合比在140m垂直高程的条件下输送均正常，混凝土性能与122m高度下的混凝土基本一样；
(2)在故障试验中，混凝土塌落度、扩展度损失情况与第一阶段试验相同。
(2)设备运行记录
在泵送过程中，对输送泵的运行情况进行了跟踪记录，见记录表19。
机制山砂砼泵送试验记录表 表19
从混凝土泵送过程中的设备记录，得到以下结论：
(1)对于140m垂直高程，混凝土向上连续输送，输送泵工作一切正常；
(2)随着输送高度的增加，输送压力会上升，而且对比122m试验高度的数据看，在增加18米输送高程后，输送泵压力增加了2MPa，稳定在21MPa；
(3)故障试验中，混凝土泵送阻力同样会产生突变，泵送阻力急剧加大，经过泵送操作调整后，混凝土输送压力趋于平稳，试验情况与第一阶段相同；
(4)为克服施工中出现的各种不利因素，确保故障处理顺畅，适当配置高性能的输送泵很有必要。
(3)混凝土试样力学性能指标检测
试验时，在各阶段输送管出口处均按要求对混凝土进行分组取样，检测其7天、28天的混凝土性能指标。
经检测其有关的性能指标如下：
39A标 表21
39B标 表22
从第一阶段和第二阶段试验混凝土的强度指标来看，其强度均能够达到设计要求，同时混凝土早期强度上升较快，7天强度能达到设计的95％以上，满足爬模的施工要求，在28天后，其强度均超过设计强度。
试验小结
通过140m垂直高度的泵送试验，混凝土的工作性能良好。可以初步认为混凝土的和易性、流动性均能够满足东、西主塔塔柱的施工要求，尤其是西塔柱可以做到混凝土一次输送到位，在此高度能够保证混凝土施工的顺利进行，试验基本达到了预期目标。在施工中为确保混凝土质量，提高、优化混凝土工作性能，必须严格控制原材料质量，密切注意混凝土在输送前的配制、搅拌质量，严格按照施工配合比进行配制混凝土，尽量减少输送过程中的停顿时间，从而减少输送堵管现象的几率。
试验总结
本次机制砂高标号高扬程砼泵送试验在垂直高度122m和140m泵送中，混凝土工作性能良好，均能进行正常的泵送作业，泵送设备运行正常，试验取得预期目标，为本工程高塔混凝土施工提供了技术准备。
从泵送试验所得到的数据来看，机制山砂高标号高扬程混凝土要同时满足设计、规范要求的性能指标及混凝土施工中的工作性能，必须满足以下几点要求：
1、混凝土配合比要经过多次试配，并对每次试配的混凝土配比性能进行对比分析，取最优组合。
2、机制砂的各项指标必须满足贵州地标要求，特别是砂子级配和粉尘含量，级配要在I区范围以内，粉尘含量要小于7％。
3、碎石粒径控制在5～25mm范围内，最好用两级配，含泥量不得大于1％。
4、母岩抗压强度必须大于2倍的设计强度。
5、水灰比控制在0.30～0.35之间为宜。
6、砂率控制在42％～46％。
7、粉煤灰要采用I级灰，掺量在15％～20％之间。
8、要选用性能良好的高效减水剂，减水率要达到20％～30％。
9、混凝土搅拌时间大于120秒为宜。
10、混凝土输送过程中每次停顿时间不宜超过45分钟。
通过本次机制砂高标号高扬程混凝土泵送试验，从理论上基本解决本工程两个标段主塔混凝土泵送施工的技术难点，做到技术先行，对后续施工具有很好的指导意义。限于工地条件，本次试验垂直高度没有直接达到202米高度，但换算高度已达214m，试验工况与实际情况基本吻合，试验取得预期效果。通过对本次泵送试验的综合分析，我们认为在确保混凝土原材料质量、选取最佳配合比、确保混凝土搅拌质量前提下，机制砂高标号混凝土能够满足本工程所必需的工作性能及设计、规范提出的性能指标要求。
具体实施方式
本发明的实施例1：按重量计，采用贵州水城水泥厂乌蒙山P.O42.5水泥400，关岭鸡窝田料场生产的机制砂800，机制砂的要求为，细度模数为3.05，粉尘含量小于7％，5-16mm粒径碎石310，16-25mm粒径碎石720，自来水160，贵州安顺电厂I级粉煤灰75，广东湛江FDN-5型高效减水剂18，减水剂的减水率可以达到20～30％，将各种原料混合搅拌，制备得到混凝土。使用时可以将混凝土一次泵送到200米以上的高度。
本发明的实施例2：按重量计，采用贵州水城水泥厂乌蒙山P.O42.5水泥425，关岭鸡窝田料场生产的机制砂780，5-16mm粒径碎石300，16-25mm粒径碎石700，自来水155，贵州安顺电厂I级粉煤灰80，广东湛江FDN-5型高效减水剂24，将各种原料混合搅拌，制备得到混凝土。
本发明的实施例3：按重量计，采用P.O42.5水泥407，机制砂791，5-16mm粒径碎石307，16-25mm粒径碎石714，自来水157.6，I级粉煤灰77.6，高效减水剂19.4，将各种原料混合搅拌，制备得到混凝土。
本发明的实施例4：按重量计，采用水泥420，机制砂785，5-16mm碎石304.2，16-25mm碎石709.8，水157.5，粉煤灰80，减水剂21.5，将各种原料混合搅拌，制备得到混凝土。
Claims (7)
1.一种高泵程机制砂混凝土，其特征在于：它由下述重量比的原料制得：
水泥400-425，机制砂800-780，5-16mm粒径碎石310-300，16-25mm粒径碎石720-700，水160-155，粉煤灰75-80，减水剂18-24。
2.根据权利要求1所述的高泵程机制砂混凝土，其特征在于：它由水泥407.4-420，机制砂791-785，5-16mm碎石307-304.2，16-25mm碎石714-709.8，水157.6-157.5，粉煤灰77.6-80，减水剂19.4-21.5制得。
3.根据权利要求1或2所述的高泵程机制砂混凝土，其特征在于：水泥采用PO42.5水泥。
4.根据权利要求1或2所述的高泵程机制砂混凝土，其特征在于：粉煤灰采用I级粉煤灰。
5.根据权利要求1或2所述的高泵程机制砂混凝土，其特征在于：机制砂的细度模数为3.05。
6.根据权利要求5所述的高泵程机制砂混凝土，其特征在于：机制砂粉尘含量小于7％。
7.根据权利要求6所述的高泵程机制砂混凝土，其特征在于：减水剂的减水率为20～30％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2007102018419A CN101164959B (zh) | 2007-09-25 | 2007-09-25 | 高泵程机制砂混凝土 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2007102018419A CN101164959B (zh) | 2007-09-25 | 2007-09-25 | 高泵程机制砂混凝土 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101164959A true CN101164959A (zh) | 2008-04-23 |
| CN101164959B CN101164959B (zh) | 2010-12-08 |
Family
ID=39333841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2007102018419A Expired - Fee Related CN101164959B (zh) | 2007-09-25 | 2007-09-25 | 高泵程机制砂混凝土 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101164959B (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103936363A (zh) * | 2014-03-25 | 2014-07-23 | 广西鱼峰集团有限公司 | 一种含石灰石质机制砂的水下混凝土及其制备方法 |
| CN104072044A (zh) * | 2014-07-07 | 2014-10-01 | 建华建材（安徽）有限公司 | 一种混凝土中掺入机制砂的试配方法 |
| CN105731934A (zh) * | 2016-03-02 | 2016-07-06 | 贵州高投南方实业有限公司 | 一种混凝土 |
| CN106082846A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-11-09 | 马鞍山十七冶工程科技有限责任公司 | 一种改性机制砂c50大梁砼配方 |
| CN106278000A (zh) * | 2015-05-21 | 2017-01-04 | 重庆建工住宅建设有限公司 | 大流动性机制砂混凝土及其制备方法 |
| CN107021689A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-08-08 | 石家庄铁道大学 | 一种机制砂泵送混凝土及其制备方法 |
| CN108147746A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-12 | 中建西部建设贵州有限公司 | 一种易于超高层泵送的机制砂c120超高强混凝土 |
| CN109095832A (zh) * | 2017-07-13 | 2018-12-28 | 中交武汉港湾工程设计研究院有限公司 | 一种高性能火山灰机制砂混凝土 |
| CN110256021A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-09-20 | 中国十七冶集团有限公司 | 一种基于机制砂的高强泵送混凝土 |
| CN113997408A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-02-01 | 江苏诚意工程技术研究院有限公司 | 一种超高泵送机制砂高强混凝土的制备方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1074426A (zh) * | 1993-02-23 | 1993-07-21 | 何庆林 | 超流态混凝土 |
| CN1197814C (zh) * | 2000-09-22 | 2005-04-20 | 吉林省纺织工业设计研究院 | 高强度混凝土及制备方法 |
| CN1192987C (zh) * | 2002-04-17 | 2005-03-16 | 杨果林 | 钢纤维高强混凝土及其制作方法 |
| CN1323049C (zh) * | 2005-12-08 | 2007-06-27 | 贵州省公路工程总公司 | 一种机制砂自密实混凝土 |
-
2007
- 2007-09-25 CN CN2007102018419A patent/CN101164959B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103936363A (zh) * | 2014-03-25 | 2014-07-23 | 广西鱼峰集团有限公司 | 一种含石灰石质机制砂的水下混凝土及其制备方法 |
| CN103936363B (zh) * | 2014-03-25 | 2016-04-20 | 广西鱼峰集团有限公司 | 一种含石灰石质机制砂的水下混凝土及其制备方法 |
| CN104072044A (zh) * | 2014-07-07 | 2014-10-01 | 建华建材（安徽）有限公司 | 一种混凝土中掺入机制砂的试配方法 |
| CN104072044B (zh) * | 2014-07-07 | 2016-10-05 | 建华建材（安徽）有限公司 | 一种混凝土中掺入机制砂的试配方法 |
| CN106278000A (zh) * | 2015-05-21 | 2017-01-04 | 重庆建工住宅建设有限公司 | 大流动性机制砂混凝土及其制备方法 |
| CN105731934A (zh) * | 2016-03-02 | 2016-07-06 | 贵州高投南方实业有限公司 | 一种混凝土 |
| CN106082846A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-11-09 | 马鞍山十七冶工程科技有限责任公司 | 一种改性机制砂c50大梁砼配方 |
| CN107021689A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-08-08 | 石家庄铁道大学 | 一种机制砂泵送混凝土及其制备方法 |
| CN109095832A (zh) * | 2017-07-13 | 2018-12-28 | 中交武汉港湾工程设计研究院有限公司 | 一种高性能火山灰机制砂混凝土 |
| CN108147746A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-12 | 中建西部建设贵州有限公司 | 一种易于超高层泵送的机制砂c120超高强混凝土 |
| CN110256021A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-09-20 | 中国十七冶集团有限公司 | 一种基于机制砂的高强泵送混凝土 |
| CN113997408A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-02-01 | 江苏诚意工程技术研究院有限公司 | 一种超高泵送机制砂高强混凝土的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101164959B (zh) | 2010-12-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101164959B (zh) | 高泵程机制砂混凝土 | |
| CN108129122A (zh) | 一种磷建筑石膏基轻质自流平砂浆的制备方法 | |
| CN104016617B (zh) | 一种混凝土强效剂及其制备方法 | |
| CN104150840B (zh) | 一种c60全机制砂超高层泵送混凝土 | |
| CN103864357B (zh) | 一种预拌再生混凝土及其制备方法 | |
| CN103288398A (zh) | 高性能机制砂海工混凝土及其制备方法 | |
| CN105621907A (zh) | 一种钙基地聚合物及其制备方法 | |
| CN103043977B (zh) | 一种矿渣微粉免烧砖及其生产方法 | |
| CN102887679B (zh) | 高强全再生粗骨料混凝土制备方法 | |
| CN106116355A (zh) | 一种环保轻骨料混凝土及其制备方法 | |
| CN106242327A (zh) | 一种再生微粉水泥混合材及其制备方法 | |
| CN108892450A (zh) | 一种以风积沙及戈壁砾石为主的低收缩高强混凝土材料及其制备方法 | |
| CN105523723B (zh) | 一种微膨胀早强型低钙粉煤灰基碱激发材料及其制备方法 | |
| CN102923997B (zh) | 高强半再生粗骨料混凝土制备方法 | |
| CN104230237A (zh) | 瓷砖预拌砂浆及其生产方法 | |
| CN107963823A (zh) | 一种免蒸压phc管桩用掺合料及利用其生产phc管桩的方法 | |
| CN104016641A (zh) | 一种轻质高强可泵性的lc35混凝土及其泵送浇筑方法 | |
| CN107902997A (zh) | 一种可泵送配重混凝土 | |
| CN104211341A (zh) | 内墙预拌抹灰砂浆及其生产方法 | |
| CN104692686A (zh) | 一种电石泥渣制备的高性能蒸压壳层陶粒及其制备方法 | |
| CN110078449A (zh) | 一种利用冲洗碎石和机制砂产生的淤泥制备的免烧砖及其制备方法 | |
| CN110158850A (zh) | 装配式轻质混凝土自保温复合墙板及其制作方法 | |
| CN104211342B (zh) | 彩色预拌砂浆及其生产方法 | |
| CN111517732A (zh) | 一种铁尾矿砂钢筋连接用套筒灌浆料组合物及制备与应用 | |
| CN107935466A (zh) | 一种抗渗透混凝土 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20101208 |