砂

多级配砂搭配使用的作用机理

发布时间:2023/11/22 12:27:40   
多级配砂是指通过搭配海峡砂,石粉,机制砂按一定的比例混合使用,从而达到最佳级配。海峡砂是在福建沿海、台湾海峡区域开采的海砂,通过正规途径合法合理开采并经过淡化处理,符合相关法律法规标准要求的淡化砂。石粉(石屑)是碎石破碎过程经筛分剩下的石粉和石屑。机制砂是指通过制砂机和其它附属设备加工而成的砂子。1各级配砂的筛分过程及原理首先我们看看海峡砂的细度模数和筛分过程,见表1。通过表1可以看出海峡砂颗粒单一,主要集中在0.6mm及0.3mm的筛孔,各占33%及60%,细度模数虽然有2.36,属中细砂范围,但级配区不符合II区,也不符合Ⅲ区范围,即使降低砂率混凝土拌合物仍会出现保水性差,滞后泌水等情况,不利于施工,泵送效果也不理想。接着看看石粉的细度模数和筛分过程,见表2。如果单从细度模数上分析,该石粉属中砂范围,0.63mm的筛在II区,0.3mm也在II区,但其余各筛余量不在II区范围,并且0.3mm的筛余量只有8.8%,但底盘却有21%,造成0.6mm以上的颗粒太多,中间区间太少,底盘含粉占比过多,用作混凝土需水量较大,外加剂掺量过高,使用成本和经济成本上都没有优势。我们再看看机制砂的细度模数和筛分过程,见表3。从表3可以看出机制砂基本在粗砂范围,刚好在Ⅰ区的边缘,通过试配并提高砂率,但拌制出来的混凝土和易性不够理想,没有光泽度,包裹性差,坍落度损失较快,整体浆量不够,可泵性差。分析原因,主要是0.3mm的筛余量较小,0.15mm及以下的细颗粒含量也不多,浆体量不足,需要增加胶凝材料的总量来改善混凝土和易性。在进行多级配砂搭配试验过程中,也做了海峡砂跟石粉的搭配使用试验,取得较好的效果,并发表在相关杂志,在此不再细述海峡砂及石粉的搭配试验过程,本文重点介绍海峡砂、石粉、机制砂多级配砂的试验及搭配过程,同行读者如需阅读海峡砂跟石粉的搭配使用试验可搜索《海峡砂对混凝土性能的影响及控制措施》。表4是海峡砂、石粉、机制砂多级配砂按照一定的比例搭配筛分的过程,其比例为海峡砂:石粉:机制砂=27:28:45。经筛分后的细度模数为2.91,属中粗砂范围,对照各筛余量符合II区技术要求,0.30mm筛余量在24.8%完全满足泵送混凝土不少于15%要求,各颗粒级配分布较均匀,对配制泵送及其它普通混凝土均有帮助。通过改善砂的级配区,从根本上解决混凝土的工作性,改进混凝土的和易性、流动性和泵送性满足客户的需求。2设计思路及试验过程在进行各种砂搭配试验初期进行很多组试验,按不同的比例掺入石粉及机制砂进行筛分及混凝土试配,相互验证对混凝土拌合物性能的影响,毕竟材料搭配复杂,前期也没有太多的使用案例可供参考,虽然之前也有海峡砂及石粉搭配使用的经验,但现在材料更为复杂,而且品种多样,所有的一切只能从试验中寻找答案。最初期的设计思路是以海峡砂为主,石粉及机制砂辅,石粉及机制砂的比例各占10%~15%,经过多次的试配验证,基本能满足使用要求。但在某一时期,一砂难求,用“疯狂的砂子”来形容并不为过,最高价达多元/方,但仍处于有价无市状态,又恰逢建筑高锋期,供不应求,建筑用砂市场亟待解决。于是我们提出一个大胆的想法,是否可以不用砂,即把海峡砂取消,只用石粉及机制砂代替,但经过试配验证,实践应用难度较大,混凝土用水量过高,外加剂掺量超过4.5%,并且坍落度损失过快,难以满足施工要求。然后只用机制砂拌制混凝土,通过提高砂率、增加胶凝材料、提高外加剂掺量等手段,但拌制出来的混凝土和易性仍不够理想,整体浆量较少,混凝土表面看起来就是很多大颗粒的砂子,很涩,没有光泽度,包裹性差,坍落度损失较快,刚出机还好,但很快就会失去流动性,可泵性难以满足要求。但我们并没有放弃,再次回归原点,把海峡砂的比例控制在50%,石粉+机制砂的比例控制在50%再次进行试配验证,通过多次试配调试,混凝土初始状态基本满足施工要求,也在生产中实践应用可行。为了进一步提高混凝土的工作性及性价比,在保证质量的前提下提高经济效益,最后选用以下方案:海峡砂+石粉的比例在55%,机制砂的比例在45%,以此为基础做砂的筛分试验及混凝土试配,相互验证,得出的结果多级配砂的细度模数为2.91,混凝土的试验记录如表5。试验结果及强度如表6。通过不同标号的混凝土试配验证,多级配砂的比例(海峡砂27%:石粉28%:机制砂45%)是可行的,混凝土拌合物初始状态良好,粘聚性及包裹性良,无泌水现象,通过调整外加剂的保坍性,两小时内坍损20mm内,总体和易性优良。由于石粉中4.75mm筛余量有12%,在设计配合比时应适当减少碎石用量,建议按10%的碎石用量扣除。机制砂的细度模数达3.68,属粗砂范围,砂率也要相应提高,最后把石子的总量控制在kg~kg之间进行试配,混凝土拌合物可满足泵送要求。考虑到高标号混凝土胶凝材料总量超过kg,还有坍落度的经时损失,试验中未掺入石粉,以海峡砂及机制砂双掺使用,在保证混凝土工作性的同时,后期强度也有保障,实现较高的经济效益。在试验阶段刚好遇上冬季,气温较低,早期强度偏低,矿物掺合料掺量相对减少,以保证后期强度的发展,在后期也进行大量跟踪服务,到现场回弹,参与工地的验收,图3、图4是部分跟踪信息。多级配砂的使用混凝土密实度较高,气泡较少,对强度有帮助,我们也对强度发展进行追踪,发觉28天后强度仍有较大增长,于是建议施工单位超过两个月才进行主体验收,合格率%以上,受到施工单位的好评。3生产过程的控制⑴机制砂的含水率一般都比较大,每班次检测频率不少于两次,根据含水率的变化及时调整。⑵如果新进的机制砂含水率过高(超过10%以上)建议至少静置12小时,含水率相对稳定再用。⑶石粉的含水率不宜超2%,超过2%容易堵塞,很难配料,耽误生产。⑷石粉料仓及料称应配备震锤以方便投料。⑤用水量会有所增加,需要提高外加剂掺量及改进保坍性能,保持两小时内坍损在20㎜之间。⑹因外加剂掺量较高,要严密

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