CN110002803A - 利用人工砂中石粉作为掺合料制备的碾压混凝土 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用人工砂中石粉作为掺合料制备的碾压混凝土，该碾压混凝土配合比设计时，利用人工砂中石粉作为碾压混凝土掺合料，该掺合料占胶凝材料总量的20～45%，其中人工砂中石粉含量须在18‑25%，小于0.08mm以下颗粒含量占石粉总量的50～70%。本发明利用了人工砂中石粉在碾压混凝土材料中起填充料作用，保证碾压混凝土拌合物工作性，提高混凝土的密实性，并可降低碾压混凝土水化热温升。本发明中把人工砂中石粉作为碾压混凝土的掺合料使用，拓宽了掺合料的领域，取消了石粉加工工艺，降低了能耗，利于环保，操作简便。

Description

利用人工砂中石粉作为掺合料制备的碾压混凝土

技术领域

本发明属于混凝土领域，具体为一种利用人工砂中石粉作为掺合料制备的碾压混凝土。

背景技术

碾压混凝土是一种干硬性贫水泥的混凝土，使用硅酸盐水泥、火山灰质掺合料、水、外加剂、砂和分级控制的粗骨料拌制成无塌落度的干硬性混凝土，采用与土石坝施工相同的运输及铺筑设备，用振动碾分层压实。碾压混凝土坝既具有混凝土体积小、强度高、防渗性能好、坝身可溢流等特点，又具有土石坝施工程序简单、快速、经济、可使用大型通用机械的优点。

目前工程中常用的混凝土掺合料有粉煤灰、硅粉、矿渣粉、火山灰、非活性掺合料以及复合型掺合料等，在混凝土中可单掺一种，也可两种以上复掺。在混凝土中产生形态效应、火山灰效应和微集料效应三种效应。掺合料其自身所能产生的水化作用极小，当受到水泥水化生成的Ca(OH)₂的激发，会逐渐发生水化作用，并产生力学强度。掺合料一般颗粒很小，在混凝土中可起微集料作用，充填在微小的孔隙中，可使混凝土更加致密。

发明内容

本发明提供一种利用人工砂中石粉作为掺合料制备碾压混凝的方法，利用此项技术，能保证碾压混凝土的密实性和施工性能，降低碾压混凝土水化热温升，又能使碾压混凝土性能满足施工及设计要求。

本发明依据《水工混凝土配合比设计规程》DL T5330-2015要求进行碾压混凝土配合比试验，确定人工砂中石粉作为碾压混凝土掺合料掺量，可与其它掺合料(如粉煤灰、矿渣、火山灰等)联掺、也可以人工砂中石粉单独作为掺合料应用，确定其与其它掺合料联掺或单掺最佳掺量。

本发明采取的技术方案是，利用人工砂中石粉作为掺合料制备的碾压混凝土，碾压混凝土配合比设计时，利用人工砂中石粉作为碾压混凝土掺合料，该掺合料占胶凝材料总量的20～45wt％，其中人工砂中石粉含量须在18-25wt％，石粉粒径≤0.16mm，小于0.08mm以下石粉含量占石粉总量的50～70wt％。

进一步地，所述作为掺合料使用的石粉粒径≤0.08mm。

进一步地，利用人工砂中石粉和粉煤灰共同作为碾压混凝土掺合料，其中人工砂中石粉掺合料占胶凝材料总质量百分比小于等于30％。

进一步地，单独利用人工砂中石粉作为碾压混凝土掺合料时，人工砂中石粉掺合料占胶凝材料总质量百分比小于等于45％。

进一步地，混凝土配合比设计时，对于人工砂中石粉作为掺合料的部分添加相同质量的人工砂进行补足。

本发明还涉及利用人工砂中石粉作为掺和料在制备水工碾压混凝土中的应用。

直接利用人工砂中石粉作为混凝土掺合料大掺量使用，目前未有相关的应用实例，一般工程中混凝土掺合料为上述几种掺合料，部分工程中应用工厂化磨细石粉作为混凝土掺合料应用。

将人工砂中石粉作为碾压混凝土胶凝材料的组成部分，主要起填充料作用，改善碾压混凝土工作性提高密实性。直接采用人工砂中石粉作为碾压混凝土掺合料，其机理为利用其形态效应和微集料效应，填充空隙包裹砂料表面，增强碾压混凝土的强度及抗裂韧性保证混凝土的强度等性能，同时利用粉煤灰的二次水化作用改善混凝土的微观结构，提高混凝土耐久性。

直接利用人工砂中石粉作为掺合料，须考虑《水工混凝土碾压施工规范》DL/T5112-2009“5.5材料”中0.08以下微粒含量不小于5％的要求，即每100kg碾压混凝土用砂中须有不小于5kg的0.08mm微粒。

本发明的有益效果：

混凝土作为非匀质性材料，内部结构主要以固相、气相、液相形态存在，以水泥等胶凝材料胶结成为整体，本发明将人工砂中的石粉作为碾压混凝土掺合料的一部分或者全部，石粉可与粉煤灰一样发挥形态效应和微集料效应，填充空隙和包裹砂料表面，利用人工砂中石粉在碾压混凝土中起到填料的作用，不同粒径的颗粒相互填充空间，作为掺合料起到改善碾压混凝土的工作性的作用，提高碾压混凝土的密实性，使碾压混凝土具有良好的抗渗性、抗冻性、抗裂性，提高混凝土的强度及断裂韧性，改善施工层面的胶粘性能，减少胶凝材料用量。

合理利用人工砂中细小颗粒，使碾压混凝土拌合物和易性更佳，其非活性材料性能可降低碾压混凝土水化热温升，降低绝热温升，减小混凝土开裂风险。本发明中把人工砂中石粉作为碾压混凝土的掺合料应用，拓宽了掺合料的领域，简化了制砂工艺，降低了能耗，利于环保，操作简便。

附图说明

图1和图2均为采用人工砂中石粉作为碾压混凝土掺合料的制备的碾压混凝土现场施工效果图。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步阐明本发明。

某水电站大坝工程为了解决温控防裂及掺合料供应问题，需以人工砂石粉作为碾压混凝土掺合料生产混凝土。以人工砂石粉作为掺合料水工碾压混凝土配合比如下表1：

表1碾压混凝土配合比参数

人工砂试验结果：对生产碾压混凝土用人工砂依据规范抽样检测，人工砂检测结果为：细度模数2.62，石粉(小于0.16mm)含量22.1％，小于0.08mm石粉含量占石粉总量的65％。

实例1：配合比序号1，碾压混凝土配合比计算人工砂用量为835kg/m³,根据人工砂试验结果，计算人工砂中0.08mm以下石粉为835kg×0.221×0.65＝120kg，可作为掺合料的使用量为120kg-(835kg×0.05规范要求)＝78kg，该配合比中石粉用量为53kg/m³，该批人工砂中0.08mm以下石粉总量既满足规范要求又满足石粉作为碾压混凝土掺合料用量要求，可生产碾压混凝土。人工砂中作为掺合料使用部分以同等质量砂补充。

实例2：配合比序号2，碾压混凝土配合比计算人工砂用量为832kg/m³,根据人工砂试验结果，计算人工砂中0.08mm以下石粉为832kg×0.221×0.65＝119kg，可作为掺合料的使用量为119kg-(835kg×0.05规范要求)＝77kg，该配合比中石粉用量为82kg/m³。从计算结果可知，该批砂中小于0.08mm以下石粉量不能满足用量要求，该批人工砂不能用于配合比序号2碾压混凝土生产。若要生产配合比序号2碾压混凝土，需提高人工砂中石粉含量。

进一步地，为了能满足序号2以人工砂中石粉作为掺合料碾压混凝土生产需要，最低限度需每方碾压混凝土用人工砂中0.08mm以下石粉含量须有大于832kg×0.05+82kg＝124kg，才能生产碾压混凝土。

实例3：配合比序号1，碾压混凝土配合比计算人工砂用量为835kg/m³,根据人工砂试验结果，计算人工砂中0.08mm以下石粉为860kg×0.221×0.65＝124kg，可作为掺合料的使用量为124kg-(860kg×0.05规范要求)＝81kg，该配合比中石粉用量为63kg/m³，该批人工砂中0.08mm以下石粉总量既满足规范要求又满足石粉作为碾压混凝土掺合料用量要求，可生产碾压混凝土。人工砂中作为掺合料使用部分以同等质量砂补充。

本发明提出采用一定人工砂石粉含量中微小颗粒作为碾压混凝土掺合料的一部分或者全部，发明了一种利用人工砂中石粉的新方法，使人工砂中石粉直接用作部分或全部碾压混凝土掺合料应用，只需使人工砂石粉含量稳定在某一合理范围。用这种石粉含量稳定，细小颗粒足以满足碾压混凝土和易性及取代掺合料量要求的含量，进行碾压混凝土配合比试验，得出人工砂中石粉在胶凝材料中的最佳(与常规的掺合料比较，如粉煤灰、矿渣等等)掺量，在实际应用过程中，通过对使用的人工砂颗粒级配进行筛分试验，根据试验结果对碾压混凝土配合比经过简单的计算调整，操作简单，质量可控。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.利用人工砂中石粉作为掺合料制备的碾压混凝土，其特征在于：碾压混凝土配合比设计时，利用人工砂中石粉作为碾压混凝土掺合料，该掺合料占胶凝材料总量的20～45wt%， 其中人工砂中石粉含量须在18-25wt%，石粉粒径≤0.16mm，小于0.08mm以下石粉含量占石粉总量的50～70wt%。

2.根据权利要求1所述的碾压混凝土，其特征在于：所述作为掺合料使用的石粉粒径≤0.08mm。

3.根据权利要求1所述的碾压混凝土，其特征在于：利用人工砂中石粉和粉煤灰共同作为碾压混凝土掺合料，其中人工砂中石粉掺合料占胶凝材料总质量百分比小于等于30%。

4.根据权利要求1所述的碾压混凝土，其特征在于：单独利用人工砂中石粉作为碾压混凝土掺合料时，人工砂中石粉掺合料占胶凝材料总质量百分比小于等于45%。

5.根据权利要求1所述的碾压混凝土，其特征在于：混凝土配合比设计时，对于人工砂中石粉作为掺合料的部分添加相同质量的人工砂进行补足。

6.利用人工砂中石粉作为掺和料在制备水工碾压混凝土中的应用。