JP2021146724A - Design method for oil shale slag concrete blending ratio - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンクリート調製および固体廃棄物の建築材料資源化利用分野に関するもので、より詳細には、油頁岩スラグコンクリート配合比の設計方法に関するものである。 The present invention relates to the field of concrete preparation and utilization of solid waste as a building material resource, and more specifically to a method for designing an oil shale slag concrete compounding ratio.
油頁岩の油含有率が低いため、乾留と燃焼の形式で油頁岩を利用する場合、大量の油頁岩スラグを残し、貴重な土地資源を占用し、美しい農村の建設に影響するだけでなく、水源と土地にも深刻な汚染をもたらし、土壌毒化、農作物損傷などの一連の環境問題を引き起こし、さらに住民の健康安全を深刻に脅かしている。 Due to the low oil content of oil shale, when using oil shale in the form of carbonization and combustion, it not only leaves a large amount of oil shale slag, occupies valuable land resources and affects the construction of beautiful rural areas. It also causes serious pollution to water sources and land, causes a series of environmental problems such as soil poisoning and crop damage, and seriously threatens the health and safety of residents.
油頁岩スラグの未固結多孔質の構造によって保温、断熱、吸音、防音、軽量などの特性を有し、活性成分も含まれている。コンクリートは、現在土木工事で最も使用量の多い建築材料であり、毎年、大量の骨材が消費されたことが知られている。油頁岩スラグを骨材として油頁岩スラグ環境配慮型コンクリートを調製して、壁、下地などの材料として使用されると、油頁岩スラグの建築資源化利用を実現することができる。その研究開発と応用は、資源節約、環境保護、汚染管理及び建築コストの低減に対しても重大な意義がある。 Due to the unconsolidated porous structure of oil shale slag, it has properties such as heat retention, heat insulation, sound absorption, soundproofing, and light weight, and also contains active ingredients. Concrete is currently the most used building material in civil engineering work, and it is known that a large amount of aggregate is consumed every year. When oil shale shale environment-friendly concrete is prepared using oil shale slag as an aggregate and used as a material for walls, foundations, etc., oil shale shale can be used as a building resource. Its research and development and application are also of great significance for resource conservation, environmental protection, pollution control and reduction of construction costs.
長期にわたり、環境化学工業領域、建築材料の専門家らは、油頁岩スラグの回収利用を研究している。しかしながら、彼らの多くの研究は、油頁岩スラグから化学元素を抽出し、粉砕(粗磨と細磨)、配合材料として使用されることだけであり、一定の成果を得たが、油頁岩スラグの在庫量は依然として膨大で、危害が依然として存在している。コンクリートは、大量使用された建築材料として、コンクリートに他の成分材料を混入することで、異なるタイプのコンクリートを得ることができる。Raado L M、Hain Tら(RAADO L M,HAIN T,KUUSIKE R,et al.Composition and Properties of Oil Shale Ash Concrete[J].Oil Shale,2014,31(2):147-160.)は、油頁岩スラグを微細化にした後、粉末状配合物でコンクリートを調製に成功したが、該コンクリート28dの圧縮強度は一般に5MPa未満であった。この状況に基づいて、本発明の実施形態の一態様によれば、油頁岩スラグを粗骨材の形式でコンクリートを調製する配合比設計方法が提案され、油頁岩スラグコンクリートの強度をさらに向上させ、油頁岩スラグ建築材料の資源化利用を実現するとともに、二次エネルギー消費を削減する。 For a long time, experts in the environmental chemistry industry and building materials have been studying the recovery and utilization of oil shale slag. However, many of their studies have only achieved certain results by extracting chemical elements from oil shale slag, crushing (coarse and fine polishing), and using it as a compounding material, but oil shale slag. Stocks are still huge and harm still exists. As a building material used in large quantities, concrete can be obtained by mixing other component materials with concrete to obtain different types of concrete. Raado LM, Hain T et al. (RAADO LM, HAIN T, KUUSIKE R, et al.Composition and Properties of Oil Shale Ash Concrete [J] .Oil Shale, 2014, 31 (2): 147-160.) After refining the shale, the concrete was successfully prepared with a powdered formulation, but the compressive strength of the concrete 28d was generally less than 5 MPa. Based on this situation, according to one aspect of the embodiment of the present invention, a compounding ratio design method for preparing concrete from oil shale slag in the form of coarse aggregate is proposed, and the strength of oil shale slag concrete is further improved. , Oil shale slag Realize the recycling of building materials and reduce secondary energy consumption.
本発明は、材料分野に関するもので、具体的には、コンクリート原料、コンクリート用複合粉体及びその製造方法に関するものである。火山灰30〜50部、脱硫石膏5〜15部、油頁岩10〜30部、スラグ15〜30部、活性剤4〜6部、華千素3〜4部を主に含み、活性剤が硫酸ナトリウム又はメタアル酸ナトリウムであるコンクリート用複合粉体。華千素は、コンクリート混合物の性能を改善できるものであり、火山灰、脱硫石膏、油頁岩及びスラグが華千素により良好な技術結合性を有し、活性剤も複合粉体の性能を向上させることができ、有効な供給を実現するとともに、技術経済性能を更に向上させ、従来運用できず低品質産業廃棄物を活用することで環境保護などの一連の問題を解決した。 The present invention relates to the field of materials, and specifically to concrete raw materials, composite powders for concrete, and methods for producing the same. It mainly contains 30 to 50 parts of volcanic ash, 5 to 15 parts of desulfurized gypsum, 10 to 30 parts of oil shale, 15 to 30 parts of slag, 4 to 6 parts of activator, and 3 to 4 parts of Hanasen, and the activator is sodium sulfate. Or a composite powder for concrete that is sodium metanate. Hua Sen Element can improve the performance of concrete mixture, volcanic ash, desulfurized gypsum, oil shale and slag have better technical bondability to Hua Sen Element, and activator also improves the performance of composite powder. It was possible to realize an effective supply, further improve the technological and economic performance, and solve a series of problems such as environmental protection by utilizing low-quality industrial waste that could not be operated in the past.
従来の技術に存在する問題点及び不足を克服するために、本発明は、油頁岩スラグコンクリート配合比の設計方法を提供することを目的とする。 In order to overcome the problems and deficiencies existing in the prior art, it is an object of the present invention to provide a method for designing an oil shale slag concrete compounding ratio.
上記目的を実現するために、本発明の用いる技術方案は、以下のとおりである。 The technical plan used by the present invention in order to realize the above object is as follows.
油頁岩スラグを粗骨材とする油頁岩スラグコンクリート配合比の設計方法。油頁岩スラグを粗骨材とすると、細骨材よりもコンクリート製造時の消費量が大きく、資源化利用を容易にする。 A method for designing the oil shale slag concrete compounding ratio using oil shale slag as a coarse aggregate. When oil shale slag is used as a coarse aggregate, it consumes more material during concrete production than fine aggregate, making it easier to use as a resource.
前記設計方法の好ましい実施形態として、前記設計方法は、以下のステップを含んだ。 As a preferred embodiment of the design method, the design method includes the following steps.
ステップ(1)、前記油頁岩スラグコンクリートの原料種類を決定する。前記油頁岩スラグコンクリートの原料は、セメント材料、骨材、減水剤および水からなり、前記セメント材料は、セメントまたはセメントとシリカ粉末からなり、前記骨材は、砂と油頁岩スラグからなるか、または石、鋼繊維の少なくとも1種、砂と油頁岩スラグからなり、前記水は、純用水であるか、または純用水および予備湿潤用水からなる。
ステップ(2)、減水剤以外の各原料の見かけ密度を測定する。
ステップ(3)、水セメント比を算出する。JGJ51-2002<軽量骨材コンクリート技術規程>の規定によって単位体積油頁岩スラグコンクリートの純用水量と初期砂率を決定し、そして水セメント比と単位体積油頁岩スラグコンクリートの純用水量から単位体積油頁岩スラグコンクリートのセメント材料使用量を算出する。
ステップ(4)、単位体積油頁岩スラグコンクリートの減水剤量を算出し、油頁岩スラグの体積置換率を決定する。前記セメント材料にシリカ粉末を含む場合には、さらに単位体積油頁岩スラグコンクリートにおけるセメント使用量およびシリカ粉末使用量を算出する必要がある。
ステップ(5)、前記骨材に鋼繊維を含まない場合には、最終砂率は前記初期砂率であり、前記骨材に鋼繊維を含む場合には、鋼繊維の体積率および単位体積油頁岩スラグコンクリートの鋼繊維使用量を決定し、鋼繊維の体積率に応じて砂率を最終砂率に調整する。
ステップ(6)、前記水が予備湿潤用水を含まない場合には、減水剤の体積を無視し、絶対体積法を用いて単位体積の油頁岩スラグコンクリートにおける砂使用量および油頁岩スラグ使用量をそれぞれ算出する。前記水に予備湿潤用水を含む場合には、減水剤および予備湿潤用水の体積を無視し、絶対体積法を用いて単位体積の油頁岩スラグコンクリートにおける砂使用量および油頁岩スラグ使用量をそれぞれ算出し、かつ、予備湿潤用水量を算出し、予備湿潤用水量が油頁岩スラグの飽和水要求量(すなわち、飽和吸水量)を超えないようにする。骨材に石を含む場合には、対応する絶対体積法を用いて単位体積油頁岩スラグコンクリートの石使用量を算出する必要がある。油頁岩スラグを粗骨材の形式で、石を全部または部分的に置換する。油頁岩スラグ体積の置換率は、油頁岩スラグ体積と油頁岩スラグと石の総体積の割合のことであり、0〜100%の範囲内から値をとる。
Step (1), determine the raw material type of the oil shale slag concrete. The raw material of the oil slag concrete consists of cement material, aggregate, water reducing agent and water, the cement material consists of cement or cement and silica powder, and the aggregate consists of sand and oil slag slag. Alternatively, it consists of stone, at least one of the steel fibers, sand and slag slag, and the water is pure water or consists of pure water and pre-wetting water.
Step (2), measure the apparent density of each raw material other than the water reducing agent.
Step (3), calculate the water-cement ratio. JGJ51-2002 <Lightweight Aggregate Concrete Technical Regulations> determines the net water content and initial sand ratio of unit volume oil slag concrete, and the water cement ratio and unit volume oil slag concrete net water volume to unit volume. Calculate the amount of cement material used for oil slag concrete.
Step (4), Calculate the amount of water reducing agent for the unit volume oil shale shale concrete, and determine the volume replacement rate of the oil shale shale. When the cement material contains silica powder, it is necessary to further calculate the amount of cement used and the amount of silica powder used in the unit volume oil shale slag concrete.
Step (5), if the aggregate does not contain steel fibers, the final sand ratio is the initial sand ratio, and if the aggregate contains steel fibers, the volume ratio of the steel fibers and the unit volume oil. The amount of steel fiber used in the slag concrete is determined, and the sand ratio is adjusted to the final sand ratio according to the volume ratio of the steel fiber.
Step (6), if the water does not contain pre-wetting water, ignore the volume of the water reducing agent and use the absolute volume method to determine the amount of sand and oil shale slag used in the unit volume of oil shale shale concrete. Calculate each. When the water contains pre-wetting water, the volume of the water reducing agent and the pre-wetting water is ignored, and the unit volume of sand and oil shale slag used in the unit volume of oil shale slag concrete is calculated using the absolute volume method. However, the amount of pre-wetting water is calculated so that the amount of pre-wetting water does not exceed the saturated water requirement (that is, the saturated water absorption) of the oil shale slag. If the aggregate contains stones, it is necessary to calculate the amount of stones used in the unit volume oil shale slag concrete using the corresponding absolute volume method. Oil shale slag in the form of coarse aggregate, replacing all or part of the stone. The replacement rate of the oil shale shale volume is the ratio of the oil shale shale volume to the total volume of the oil shale shale and the stone, and takes a value from the range of 0 to 100%.
前記設計方法の好ましい実施形態として、前記ステップ(3)では、水セメント比は、以下の式によって決定する。
前記設計方法の好ましい実施形態として、前記ステップ(4)では、JGJ55-2011<普通コンクリート配合比設計規定>の規定によって減水剤の使用量を算出する。 As a preferred embodiment of the design method, in the step (4), the amount of the water reducing agent used is calculated according to the provisions of JGJ55-2011 <ordinary concrete compounding ratio design regulation>.
前記設計方法の好ましい実施形態として、前記ステップ(5)では、前記骨材に鋼繊維を含む場合には、最終砂率は以下の式によって決定する。
前記設計方法の好ましい実施形態として、前記ステップ(6)では、単位体積の油頁岩スラグコンクリートにおける砂の体積は、以下の式(1)によって算出する。
単位体積の油頁岩スラグコンクリートにおける砂の使用量は、式(2)によって算出する。
単位体積の油頁岩スラグコンクリートにおける油頁岩スラグの使用量は、式(3)によって算出する。
骨材に石を含む場合には、単位体積油頁岩スラグコンクリートの石使用量は、式(4)によって算出する。
前記セメント材料にシリカ粉末を含まない場合には、式(1)、式(3)および式(4)の
前記設計方法の好ましい実施形態として、前記鋼繊維の体積率は0〜2%である。 As a preferred embodiment of the design method, the volume fraction of the steel fiber is 0 to 2%.
前記設計方法の好ましい実施形態として、前記砂は、中砂であり、前記石は、砕石である。 In a preferred embodiment of the design method, the sand is medium sand and the stone is crushed stone.
前記設計方法の好ましい実施形態として、前記油頁岩スラグコンクリートは、砂と油頁岩スラグ、又は砂、油頁岩スラグと石とを均一に混合した後、予備湿潤用水を加えて予備湿潤処理を行い、予備湿潤均一な材料を得て、前記予備湿潤均一な材料を余剰原料と混合して調製されたものである。ここで、前記余剰原料は、セメント材料、純用水及び減水剤、又はセメント材料、純用水、減水剤および鋼繊維からなる。前記余剰原料に鋼繊維を含まない場合には、前記予備湿潤均一材料は、セメント材料、純用水、減水剤とを順次混合され、前記余剰原料に鋼繊維を含む場合には、前記予備湿潤均一材料は、セメント材料、純用水、減水剤、鋼繊維とを順次混合される。単位体積油頁岩スラグコンクリートの予備湿潤用水量は、以下の式によって決定する。
前記設計方法の好ましい実施形態として、前記油頁岩スラグコンクリートはP.O 42.5Rセメント、シリカ粉末、油頁岩スラグ、砕石、川砂、鋼繊維、減水剤、予備湿潤用水および純用水から調製されたものである。 As a preferred embodiment of the design method, the oil shale slag concrete is prepared from PO 42.5R cement, silica powder, oil shale slag, crushed stone, river sand, steel fiber, water reducing agent, pre-wetting water and pure water. ..
前記設計方法の好ましい実施形態として、1立方メートル当たりの油頁岩スラグコンクリートにおける各原料含有量は、次表のとおりであり、単位は、kgである。
本発明は、従来の技術に比べて、以下の利点および有益の効果を有する。 The present invention has the following advantages and beneficial effects as compared with the prior art.
(1)、油頁岩スラグを骨材として使用される場合には、品質がよくないため、本発明は、超微細シリカ粉末を混入することによりその内部微細構造を改善させ、さらにそのマクロ性能を向上させる。本発明は、骨材の粒度分布と各種材料の単位使用量の正確な計算に基づいて、設計された油頁岩スラグコンクリートを特定の構造の強度要求に満たさせた。
(2)、本発明は、油頁岩スラグを粗骨材として、高い圧縮強度を有するコンクリートを得るとともに、油頁岩スラグの使用量を増加させることができ、油頁岩スラグ建築材料の資源化利用を実現した。
(3)、本発明は、油頁岩スラグコンクリートについての設計手順が明確で、方法が簡単かつ具体的で、把握しやすく、実際の工程に採用することが可能となる。
(1) When oil shale slag is used as an aggregate, the quality is not good. Therefore, the present invention improves the internal fine structure by mixing ultrafine silica powder, and further improves its macro performance. Improve. The present invention met the designed oil shale slag concrete with the strength requirements of a particular structure based on the accurate calculation of the particle size distribution of the aggregate and the unit usage of various materials.
(2) The present invention can obtain concrete having high compressive strength by using oil shale slag as a coarse aggregate, and can increase the amount of oil shale slag used. It was realized.
(3) The present invention has a clear design procedure for oil shale slag concrete, the method is simple and concrete, it is easy to grasp, and it can be adopted in an actual process.
本発明の目的、技術的解決手段及び利点をよりよく説明するために、以下、特定の実施例を参照して本発明をさらに説明する。各実施例で用いられた油頁岩スラグは、茂名油母頁岩乾留後の残渣、堆積密度740kg/m3、飽和吸水率22.5%、破砕指標37.2%、飽和吸水率と破砕指標ともに規格<建築用玉石、砕石>(GB/T 14685-2011)におけるIII類砕石の上限より高かったため、42.5等級及びそれ以上のセメントを用いてセメント材料として超微細配合材を混入した。 In order to better illustrate the objects, technical solutions and advantages of the present invention, the present invention will be further described below with reference to specific examples. The oil shale slag used in each example is the residue after drying of Shigena oil shale, sedimentation density 740 kg / m 3 , saturated water absorption rate 22.5%, crushing index 37.2%, both saturated water absorption rate and crushing index are standards <building stone, Since it was higher than the upper limit of class III crushed stone in crushed stone> (GB / T 14685-2011), ultrafine compounding material was mixed as a cement material using 42.5 grade or higher cement.
実施例1
本実施例は、以下のステップを含む本発明油頁岩スラグコンクリート配合比の設計方法の一実施形態である。
Example 1
This embodiment is an embodiment of the method for designing the oil shale slag concrete compounding ratio of the present invention, which includes the following steps.
ステップ(1)、油頁岩スラグコンクリートの原料はP.O 42.5Rセメント、シリカ粉末、ナフタレン系高性能減水剤、最大粒径2.5mm未満の中砂、5〜20mm粒度分布砕石、5〜16mm粒度分布油頁岩スラグ、純用水および予備湿潤用水であり、本実施例での粗骨材は油頁岩スラグと砕石であった。
ステップ(2)、減水剤以外の各原料の見かけ密度を測定した。P.O 42.5Rセメントρc:3000kg/m3。シリカ粉末ρsf:2200kg/m3。中砂ρs:2600kg/m3。砕石ρg:2500kg/m3。油頁岩スラグρr:1550kg/m3。
ステップ(3)、水セメント比W/Bを算出した。
JGJ51-2002<軽量骨材コンクリート技術規程>の規定によって1立方メートル当たり油頁岩スラグコンクリートの純用水量mwは、175kgであった。初期砂率Sp0は、40%をとった。そして、W/Bとmwから算出された1立方メートル当たり油頁岩スラグコンクリートのセメント材料使用量mjは、425kgであった。
ステップ(4)、減水剤使用量は、セメント材料使用量の3%をとって、1立方メートル当たり油頁岩スラグコンクリートの減水剤使用量maを算出した。具体的には、ma=mj×3%=12.75kg。シリカ粉末の使用量は、セメント材料使用量の8%をとって、1立方メートル当たり油頁岩スラグコンクリートのセメント使用量mcとシリカ粉末使用量msfを算出した。具体的には、msf=mj×8%=34kg、mc=mj−msf=391kg。油頁岩スラグ体積置換率Vrは、23%をとった。
ステップ(5)、骨材は、鋼繊維を含まず、砂率を調整する必要がなく、最終砂率Spは前記初期砂率Sp0であった。
ステップ(6)、減水剤の体積を無視し、絶対体積法を用いて単位体積油頁岩スラグコンクリートにおける中砂使用量ms、油頁岩スラグ使用量mrと砕石使用量mgをそれぞれ算出し、具体的には、以下のとおりである。
In step (2), the apparent density of each raw material other than the water reducing agent was measured. PO 42.5R Cement ρ c : 3000kg / m 3 . Silica powder ρ sf : 2200 kg / m 3 . Medium sand ρ s : 2600 kg / m 3 . Crushed stone ρ g : 2500 kg / m 3 . Oil shale slag ρ r : 1550 kg / m 3 .
In step (3), the water-cement ratio W / B was calculated.
According to the provisions of JGJ51-2002 <Technical Regulations for Lightweight Aggregate Concrete>, the net water volume m w of oil shale slag concrete per cubic meter was 175 kg. The initial sand ratio S p0 was 40%. The cement material usage m j of W / B and per cubic meter of oil shale slag concrete calculated from m w was 425 kg.
Step (4), water reducing agent usage, taking 3% of the cement material usage was calculated water reducing agent amount m a a cubic meter per oil shale slag concrete. Specifically, m a = m j x 3% = 12.75 kg. As for the amount of silica powder used, 8% of the amount of cement material used was taken, and the amount of cement used for oil shale slag concrete per cubic meter m c and the amount of silica powder used m sf were calculated. Specifically, m sf = m j x 8% = 34 kg, m c = m j −m sf = 391 kg. The oil shale slag volume substitution rate V r was 23%.
In step (5), the aggregate did not contain steel fibers, the sand ratio did not need to be adjusted, and the final sand ratio S p was the initial sand ratio S p 0 .
In step (6), ignoring the volume of the water reducing agent, the unit volume oil shale slag concrete used medium sand m s , oil shale slag m r and crushed stone m g were calculated using the absolute volume method. Specifically, it is as follows.
実施例2
本実施例は、以下のステップを含む本発明油頁岩スラグコンクリート配合比の設計方法の一実施形態である。
Example 2
This embodiment is an embodiment of the method for designing the oil shale slag concrete compounding ratio of the present invention, which includes the following steps.
ステップ(1)、油頁岩スラグコンクリートの原料は、P.O 42.5Rセメント、シリカ粉末、ナフタレン系高性能減水剤、最大粒径2.5mm未満の中砂、5〜20mm粒度分布砕石、5〜16mm粒度分布油頁岩スラグ、フックエンドタイプ鋼繊維、純用水および予備湿潤用水であり、本実施例での粗骨材は、油頁岩スラグと砕石であった。
ステップ(2)、減水剤以外の各原料の見かけ密度を測定した。P.O 42.5Rセメントρc:3000kg/m3。シリカ粉末ρsf:2200kg/m3。中砂ρs:2600kg/m3。砕石ρg:2500kg/m3。油頁岩スラグρr:1550kg/m3。鋼繊維ρ:7800kg/m3。
ステップ(3)、水セメント比W/Bを算出した。
JGJ51-2002<軽量骨材コンクリート技術規程>の規定によって1立方メートル当たり油頁岩スラグコンクリートの純用水量mwは、175kgであった。初期砂率Sp0は、40%をとった。そして、W/Bとmw から算出された1立方メートル当たり油頁岩スラグコンクリートのセメント材料使用量mjは、425kgであった。
ステップ(4)、減水剤使用量は、セメント材料使用量の3%をとって、1立方メートル当たり油頁岩スラグコンクリートの減水剤使用量maを算出した。具体的には、ma=mj×3%=12.75kg。シリカ粉末の使用量はセメント材料使用量の8%をとって、1立方メートル当たり油頁岩スラグコンクリートのセメント使用量mcとシリカ粉末使用量msfを算出した。具体的には、msf=mj×8%=34kg、mc=mj−msf=391kg。油頁岩スラグ体積置換率Vrは23%をとった。
ステップ(5)、鋼繊維の体積率Vfは、0.5%をとって、すなわち、1立方メートル当たり油頁岩スラグコンクリートの鋼繊維使用量は、7800kg/m3×0.5%×1m3=39kgであった。砂率を調整し、最終砂率を以下の式によって算出した。
In step (2), the apparent density of each raw material other than the water reducing agent was measured. PO 42.5R Cement ρ c : 3000kg / m 3 . Silica powder ρ sf : 2200 kg / m 3 . Medium sand ρ s : 2600 kg / m 3 . Crushed stone ρ g : 2500 kg / m 3 . Oil shale slag ρ r : 1550 kg / m 3 . Steel fiber ρ: 7800 kg / m 3 .
In step (3), the water-cement ratio W / B was calculated.
According to the provisions of JGJ51-2002 <Technical Regulations for Lightweight Aggregate Concrete>, the net water volume m w of oil shale slag concrete per cubic meter was 175 kg. The initial sand ratio S p0 was 40%. The cement material usage m j of W / B and per cubic meter of oil shale slag concrete calculated from m w was 425 kg.
Step (4), water reducing agent usage, taking 3% of the cement material usage was calculated water reducing agent amount m a a cubic meter per oil shale slag concrete. Specifically, m a = m j x 3% = 12.75 kg. The amount of silica powder used was 8% of the amount of cement material used, and the amount of cement used for oil shale slag concrete per cubic meter m c and the amount of silica powder used m sf were calculated. Specifically, m sf = m j x 8% = 34 kg, m c = m j −m sf = 391 kg. The oil shale slag volume substitution rate V r was 23%.
Step (5), the volume ratio V f of the steel fiber is 0.5%, that is, the amount of steel fiber used in the oil shale slag concrete per cubic meter is 7800 kg / m 3 x 0.5% x 1 m 3 = 39 kg. rice field. The sand ratio was adjusted and the final sand ratio was calculated by the following formula.
実施例3
本実施例は、以下のステップを含む本発明油頁岩スラグコンクリート配合比の設計方法の一実施形態である。
Example 3
This embodiment is an embodiment of the method for designing the oil shale slag concrete compounding ratio of the present invention, which includes the following steps.
ステップ(1)、油頁岩スラグコンクリートの原料は、P.O 42.5Rセメント、シリカ粉末、ナフタレン系高性能減水剤、最大粒径2.5mm未満の中砂、5〜16mm粒度分布油頁岩スラグ、フックエンドタイプ鋼繊維、純用水および予備湿潤用水であり、本実施例での粗骨材は、すべて油頁岩スラグであった。
ステップ(2)、減水剤以外の各原料の見かけ密度を測定した。P.O 42.5Rセメントρc:3000kg/m3。シリカ粉末ρsf:2200kg/m3。中砂ρs:2600kg/m3。油頁岩スラグρr:1550kg/m3。鋼繊維ρ:7800kg/m3。
ステップ(3)、水セメント比W/Bを算出した。
JGJ51-2002<軽量骨材コンクリート技術規程>の規定によって1立方メートル当たり油頁岩スラグコンクリートの純用水量mwは、175kgであった。初期砂率Sp0は、40%をとった。そして、W/Bとmwから算出された1立方メートル当たり油頁岩スラグコンクリートのセメント材料使用量mjは425kgであった。
ステップ(4)、減水剤使用量は、セメント材料使用量の3%をとって、1立方メートル当たり油頁岩スラグコンクリートの減水剤使用量maを算出した。具体的には、ma=mj×3%=12.75kg。シリカ粉末の使用量は、セメント材料使用量の8%をとって、1立方メートル当たり油頁岩スラグコンクリートのセメント使用量mcとシリカ粉末使用量msfを算出した。具体的には、msf=mj×8%=34kg、mc=mj−msf=391kg。油頁岩スラグ体積置換率Vrは、100%をとった。
ステップ(5)、鋼繊維の体積率Vfは、0.5%をとって、すなわち、1立方メートル当たり油頁岩スラグコンクリートの鋼繊維使用量は、39kgm3であった。砂率を調整し、最終砂率を以下の式によって算出した。
In step (2), the apparent density of each raw material other than the water reducing agent was measured. PO 42.5R Cement ρ c : 3000kg / m 3 . Silica powder ρ sf : 2200 kg / m 3 . Medium sand ρ s : 2600 kg / m 3 . Oil shale slag ρ r : 1550 kg / m 3 . Steel fiber ρ: 7800 kg / m 3 .
In step (3), the water-cement ratio W / B was calculated.
According to the provisions of JGJ51-2002 <Technical Regulations for Lightweight Aggregate Concrete>, the net water volume m w of oil shale slag concrete per cubic meter was 175 kg. The initial sand ratio S p0 was 40%. The cement material usage m j of W / B and per cubic meter of oil shale slag concrete calculated from m w was 425 kg.
Step (4), water reducing agent usage, taking 3% of the cement material usage was calculated water reducing agent amount m a a cubic meter per oil shale slag concrete. Specifically, m a = m j x 3% = 12.75 kg. As for the amount of silica powder used, 8% of the amount of cement material used was taken, and the amount of cement used for oil shale slag concrete per cubic meter m c and the amount of silica powder used m sf were calculated. Specifically, m sf = m j x 8% = 34 kg, m c = m j −m sf = 391 kg. The oil shale slag volume substitution rate V r was 100%.
In step (5), the volume ratio V f of the steel fiber was 0.5%, that is, the amount of steel fiber used in the oil shale slag concrete per cubic meter was 39 kgm 3. The sand ratio was adjusted and the final sand ratio was calculated by the following formula.
比較実施例
本比較実施例は、以下のステップを含む油頁岩スラグコンクリート配合比の設計方法の一実施形態である。
ステップ(1)、油頁岩スラグコンクリートの原料は、P.O 42.5Rセメント、シリカ粉末、ナフタレン系高性能減水剤、最大粒径2.5mm未満の中砂、5〜20mm粒度分布砕石および純用水であった。
ステップ(2)、減水剤以外の各原料の見かけ密度を測定した。P.O 42.5Rセメントρc:3000kg/m3。シリカ粉末ρsf:2200kg/m3。中砂ρs:2600kg/m3。砕石ρg:2500kg/m3。
ステップ(3)、水セメント比W/Bを算出した。
JGJ51-2002<軽量骨材コンクリート技術規程>の規定によって単位体積油頁岩スラグコンクリートの純用水量mwは、175kg/m3であった。初期砂率Sp0は、40%をとった。そして、W/Bとmwから算出された1立方メートル当たり油頁岩スラグコンクリートのセメント材料使用量mjは、425kg/m3であった。
ステップ(4)、減水剤使用量は、セメント材料使用量の3%をとって、1立方メートル当たり油頁岩スラグコンクリートの減水剤使用量maを算出した。具体的には、ma=mj×3%=12.75kg。シリカ粉末の使用量はセメント材料使用量の8%をとって、1立方メートル当たり油頁岩スラグコンクリートのセメント使用量mcとシリカ粉末使用量msfを算出した。具体的には、msf=mj×8%=34kg、mc=mj−msf=391kg。
ステップ(5)、骨材は、鋼繊維を含まず、砂率を調整する必要がなく、最終砂率Spは、前記初期砂率Sp0であった。
ステップ(6)、減水剤の体積を無視し、絶対体積法を用いて単位体積油頁岩スラグコンクリートにおける中砂使用量、油頁岩スラグ使用量と砕石使用量をそれぞれ算出し、具体的には、以下のとおりである。
In step (1), the raw materials for oil shale slag concrete were PO 42.5R cement, silica powder, naphthalene-based high-performance water reducing agent, medium sand with a maximum particle size of less than 2.5 mm, crushed stone with a particle size distribution of 5 to 20 mm, and pure water. ..
In step (2), the apparent density of each raw material other than the water reducing agent was measured. PO 42.5R Cement ρ c : 3000kg / m 3 . Silica powder ρ sf : 2200 kg / m 3 . Medium sand ρ s : 2600 kg / m 3 . Crushed stone ρ g : 2500 kg / m 3 .
In step (3), the water-cement ratio W / B was calculated.
According to the provisions of JGJ51-2002 <Technical Regulations for Lightweight Aggregate Concrete>, the net water volume m w of unit volume oil shale slag concrete was 175 kg / m 3 . The initial sand ratio S p0 was 40%. The cement material usage m j of W / B and per cubic meter of oil shale slag concrete calculated from m w was 425 kg / m 3.
Step (4), water reducing agent usage, taking 3% of the cement material usage was calculated water reducing agent amount m a a cubic meter per oil shale slag concrete. Specifically, m a = m j x 3% = 12.75 kg. The amount of silica powder used was 8% of the amount of cement material used, and the amount of cement used for oil shale slag concrete per cubic meter m c and the amount of silica powder used m sf were calculated. Specifically, m sf = m j x 8% = 34 kg, m c = m j −m sf = 391 kg.
In step (5), the aggregate did not contain steel fibers and the sand ratio did not need to be adjusted, and the final sand ratio S p was the initial sand ratio S p 0 .
Step (6), ignoring the volume of the water reducing agent, calculate the amount of medium sand, oil shale slag and crushed stone used in the unit volume oil shale slag concrete using the absolute volume method. It is as follows.
実施例1〜3と比較実施例におけるコンクリート各原料の配合比は表1に示すように、単位は、どれもkg/m3であった。
実施例1〜3と比較実施例における配合比によって、それぞれ同じ規格、かつ体積100mm3の試料を作製し、これらの試料の28d密度と圧縮強度を測定し、試験結果を表2に示す。
表2の試験結果から分かるように、油頁岩スラグを骨材の形式で混入されると、コンクリートの強度を確実に低下させたが、油頁岩スラグの体積置換率23%の場合には、C30レベルに達することができる。また、鋼繊維の混入は、油頁岩スラグコンクリートの強度を著しく向上させることができ、さらに、油頁岩スラグの混入により密度を減少させ、構造の自重低減に有利であること。 As can be seen from the test results in Table 2, when oil shale slag was mixed in the form of aggregate, the strength of concrete was definitely reduced, but when the volume replacement rate of oil shale slag was 23%, C30 You can reach the level. Further, the mixing of steel fibers can significantly improve the strength of the oil shale slag concrete, and further, the mixing of the oil shale slag reduces the density, which is advantageous for reducing the weight of the structure.
最後に、以上の実施例は、本発明の技術的解決手段を説明するためにのみ使用され、本発明の保護範囲を限定するものではないことを説明すべきであり、好ましい実施例を参照して本発明を詳細に説明したが、当業者は、本発明の技術的解決手段の実質と範囲から逸脱することなく、本発明の技術的解決手段を修正又は同等に置き換えることができることを理解すべきである。 Finally, it should be explained that the above examples are used only for explaining the technical solutions of the present invention and do not limit the scope of protection of the present invention. Although the present invention has been described in detail above, those skilled in the art will understand that the technical solutions of the present invention can be modified or equivalent without departing from the substance and scope of the technical solutions of the present invention. Should be.
Claims (10)
減水剤以外の各原料の見かけ密度を測定するステップ(2)と、
水セメント比を算出し、JGJ51-2002<軽量骨材コンクリート技術規程>の規定によって単位体積油頁岩スラグコンクリートの純用水量と初期砂率を決定し、そして水セメント比と単位体積油頁岩スラグコンクリートの純用水量から単位体積油頁岩スラグコンクリートのセメント材料使用量を算出するステップ(3)と、
単位体積油頁岩スラグコンクリートの減水剤量を算出し、油頁岩スラグの体積置換率を決定し、前記セメント材料にシリカ粉末を含む場合には、さらに単位体積油頁岩スラグコンクリートにおけるセメント使用量およびシリカ粉末使用量を算出するステップ(4)と、
前記骨材に鋼繊維を含まない場合には、最終砂率は前記初期砂率であり、前記骨材に鋼繊維を含む場合には、鋼繊維の体積率および単位体積油頁岩スラグコンクリートの鋼繊維使用量を決定し、鋼繊維の体積率に応じて砂率を最終砂率に調整するステップ(5)と、
前記水が予備湿潤用水を含まない場合には、減水剤の体積を無視し、絶対体積法を用いて単位体積の油頁岩スラグコンクリートにおける砂使用量および油頁岩スラグ使用量をそれぞれ算出し、前記水に予備湿潤用水を含む場合には、減水剤および予備湿潤用水の体積を無視し、絶対体積法を用いて単位体積の油頁岩スラグコンクリートにおける砂使用量および油頁岩スラグ使用量をそれぞれ算出し、かつ、予備湿潤用水量を算出し、予備湿潤用水量が油頁岩スラグの飽和水要求量(すなわち、飽和吸水量)を超えないようにし、骨材に石を含む場合には、対応する絶対体積法を用いて単位体積油頁岩スラグコンクリートの石使用量を算出するステップ(6)とを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の設計方法。 The raw material of the oil slag concrete consists of cement material, aggregate, water reducing agent and water, the cement material consists of cement or cement and silica powder, and the aggregate consists of sand and oil slag slag. Alternatively, the step of determining the raw material type of oil slag concrete consisting of at least one of stone, steel fiber, sand and oil slag slag, the water being pure water or pure water and pre-wetting water (1). )When,
Step (2) to measure the apparent density of each raw material other than the water reducing agent,
Calculate the water-cement ratio, determine the net water content and initial sand ratio of unit volume oil slag concrete according to the provisions of JGJ51-2002 <Lightweight Aggregate Concrete Technical Regulations>, and then determine the water-cement ratio and unit volume oil slag concrete. Step (3) to calculate the amount of cement material used for unit volume oil slag concrete from the amount of pure water used in
Calculate the amount of water reducing agent for unit volume oil slag concrete, determine the volume replacement rate for oil slag slag, and if the cement material contains silica powder, the amount of cement used and silica for unit volume oil slag concrete. Step (4) to calculate the amount of powder used,
When the aggregate does not contain steel fibers, the final sand ratio is the initial sand ratio, and when the aggregate contains steel fibers, the volume ratio of the steel fibers and the unit volume oil slag concrete steel. Step (5) of determining the amount of fiber used and adjusting the sand ratio to the final sand ratio according to the volume ratio of the steel fiber,
When the water does not contain pre-wetting water, the volume of the water reducing agent is ignored, and the amount of sand and the amount of oil shale slag used in the unit volume oil shale shale concrete are calculated using the absolute volume method. When the water contains pre-wetting water, the volume of the water reducing agent and pre-wetting water is ignored, and the unit volume of sand and oil shale slag used in the unit volume oil shale shale concrete is calculated using the absolute volume method. And, calculate the amount of pre-wetting water so that the amount of pre-wetting water does not exceed the saturated water requirement (that is, saturated water absorption) of the oil shale shale, and if the aggregate contains stones, the corresponding absolute The design method according to claim 1, further comprising the step (6) of calculating the amount of stone used in the unit volume oil shale shale concrete using the volume method.
単位体積の油頁岩スラグコンクリートにおける砂の使用量は、式(2)によって算出し、
単位体積の油頁岩スラグコンクリートにおける油頁岩スラグの使用量は、式(3)によって算出し、
骨材に石を含む場合には、単位体積油頁岩スラグコンクリートの石使用量は、式(4)によって算出し、
前記セメント材料にシリカ粉末を含まない場合には、式(1)、式(3)および式(4)
The amount of sand used in a unit volume of oil shale slag concrete is calculated by Eq. (2).
The amount of oil shale slag used in unit volume oil shale slag concrete is calculated by Eq. (3).
When stones are included in the aggregate, the amount of stones used in the unit volume oil shale slag concrete is calculated by equation (4).
When the cement material does not contain silica powder, the formulas (1), (3) and (4)
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