机制砂混凝土配制与施工质量控制ppt课件

1、1机制砂混凝土配制与施工质量控制王稷良 博士/研讨员交通运输部公路科学研讨院.2 目 录机制砂的定义机制砂的运用背景机制砂的特性石粉的作用机制砂的质量要求机制砂的制备技术机制砂混凝土的配制技术机制砂混凝土的施工控制技术.3一机制砂的定义机制砂： 由机械破碎、筛分制成的，粒径小于4.75mm的岩石颗粒，但不包括软质岩、风化岩的颗粒。其中的75m以下颗粒划入石粉范围。天然砂：包括河砂、湖砂、山砂及淡化海砂；混合砂：由机制砂和天然砂混合制成的砂；人工砂：经除土处置的机制砂和混合砂的统称。.4一机制砂的定义山砂： 主要是云贵等地的特殊叫法，也可指自然山砂；石屑： 采石场在加工碎石的过程中产生的副产物；

2、破碎砂、规范砂、人工砂 俗称。机制砂的几个过渡性称号.5二机制砂运用的背景随着国家对根底设备投资力度的加大，混凝土及砂的用量急剧添加。河砂的掠夺性开采致使河床发生变化，对周围环境产生不良影响，目前部分河流已制止开采河砂。 部分地域石多砂少，河砂资源匮乏。2002年国标初次添加了机制砂作为建筑用砂的新种类。.6二机制砂运用的背景机制砂在水利水电工程运用比较多，其制砂工艺先进，质量稳定。 在云贵等溶岩地域缺乏天然砂资源，机制砂在混凝土工程中曾经得到了普遍的运用。在交通行业，机制砂已运用于普通性混凝土工程，但在重点工程，特别是在艰苦桥梁工程中对能否运用机制砂还存在一些疑虑。机制砂混凝土运用现状.7二

3、机制砂运用的背景工程技术人员对机制砂混凝土的性能缺乏认识。没有构成专门的机制砂混凝土配制技术。 机制砂行业消费技术程度低下，机制砂质量良莠不齐。 对石粉在机制砂混凝土中的作用研讨不够，石粉含量争议过大。机制砂运用推行的妨碍.8三机制砂的特性机制砂河砂矿物组成石灰岩、石英岩、花岗岩等一般为-石英坚固性好好颗粒形状具有棱角、形状不规则，含有不少针片状颗粒粒形较圆或较方，棱角少颗粒表面较粗糙（粗糙度1721S），表面吸水率高较光滑，吸水率低（粗糙度1415S）细度模数一般为中粗砂(2.93.6)一般为中砂(2.33.0)级配级配不良，2.36mm以上及0.15mm以下颗粒较多，而1.180.3mm颗

4、粒较少级配较好，各粒径范围分布较均匀粉体含量(0.075mm)粉体为石粉,未经处理机制砂石粉含量约为15%,国标限定为10%，桥规5%、7%、10%。粉体为泥粉，国标限定为1%，3%，5%.9三机制砂的特性机制砂的颗粒形貌.10三机制砂的特性机制砂的级配.11级配中值三机制砂的特性机制砂的级配.12三机制砂的特性石粉机制砂中的石粉理化特性 指岩石破碎过程中，构成的颗粒小于0.075mm的粉末。其吸水率低，液塑限指数低。泥粉 指黏土矿物的粉末。其吸水率高，液塑限指数高。.13三机制砂的特性机制砂中石粉与天然砂中的泥粉成分不同，粒度分布不同，不包含粘土、页岩、有机物等有害成分，在运用中所起的作用不

5、同。机制砂中的石粉含量普通都超越10%，这个含量对大多数混凝土不会产生有害的影响。而天然砂中的泥对混凝土是有害的，粘土矿物由于其颗粒极细、疏松多孔的特性和它们的外表活性，普通会添加混凝土的拌和用水量，从而牵连混凝土的强度、耐久性和体积稳定性。机制砂中的石粉理化特性.14三机制砂的特性石粉颗粒呈块状，稍具棱角，接近水泥或矿渣。粉磨后部分棱角被磨掉，轮廓变得稍圆。石粉的细度与水泥接近，远小于粘土的比外表积。机制砂中的石粉理化特性石粉粉煤灰水泥.15三机制砂的特性机制砂石粉中能够混有一定数量的泥土成分。GB/T 14684-2001规定了测机制砂石粉含量必需先进展亚甲蓝MB值的检验，以检验小于75m

6、的颗粒是以石粉为主还是以泥土为主。机制砂的MB值与砂中含泥量成线性正比关系，而与石粉含量关系不大；同时，含泥量一定时，机制砂的MB值与其所含泥粉的液限成正比。机制砂中的石粉理化特性.16三机制砂的特性机制砂中泥粉及石粉对MB值的影响岩性对MB值的影响石粉含量对MB值的影响.17三机制砂的特性泥粉对MB值的影响泥粉含量(%)机制砂中泥粉及石粉对MB值的影响.18三机制砂的特性机制砂的堆积密度和振实密度均随着石粉含量的添加而逐渐升高，对于级配较差的机制砂，石粉能明显地添加混合物的密实度。机制砂消费过程去除的“石粉中，有一部分颗粒大于75m，特别是用螺旋洗砂机洗去的石粉中，大于75m颗粒达一半以上，

7、不仅破坏了机制砂的自然级配，而且浪费资源，污染环境。机制砂中的石粉理化特性.19三机制砂的特性石粉含量对机制砂堆积效果的影响.20四机制砂对混凝土性能的影响石粉含量对混凝土任务性的影响C30C60C80石粉含量对混凝土坍落度的影响.21石粉含量对混凝土力学性能的影响石粉含量对混凝土抗压强度的影响C30C60C80四机制砂对混凝土性能的影响.22石粉含量对混凝土体积变形性能的影响石粉含量对新拌混凝土塑性开裂的影响裂痕数量开裂面积四机制砂对混凝土性能的影响.C60混凝土的枯燥收缩石灰岩石粉对硬化混凝土体积稳定性的影响.24机制砂MB值对混凝土任务性的影响萘系外加剂聚羧酸系系外加剂四机制砂对混凝土性

8、能的影响.25机制砂MB值对混凝土力学性能的影响MB值对C30混凝土强度的影响MB值对C60混凝土强度的影响四机制砂对混凝土性能的影响.26机制砂MB值对混凝土力学性能的影响长期强度弹性模量四机制砂对混凝土性能的影响.27机制砂MB值对混凝土体积变形性能的影响MB值对新拌混凝土塑性裂痕出现时间的影响裂痕数量开裂面积四机制砂对混凝土性能的影响.28正效应:级配效应：对于级配较差的机制砂，石粉能明显地添加其堆积密度，从而完善其级配。增黏效应：在低强混凝土中，补充粉体资料缺乏，减小泌水，改善低强机制砂混凝土任务性；光滑作用：石粉添加浆体含量，弥补机制砂多棱角和外表粗糙的缺陷，抑制机制砂形貌效应的不良

9、影响；微集料效应：石粉微粒添加水泥石的密实度，改善“次中心区过渡层的构造，添加抗渗性，降低变形性能；晶核作用：微细石粉可以诱导水化物析晶，促进C3S核的C3A水化，提高有效结晶产物含量而提高强度；水化加强作用：石灰岩石粉中CaCO3参与C3A的水化反响，生成水化碳铝酸钙，阻止AFt向AFm转化。 石粉在混凝土中的正负效应四机制砂对混凝土性能的影响.29负效应:比外表积效应：石粉增大了固体物的总体比外表积，添加了用水量的需求水灰比不变时，固体物总外表积的添加，就会使混凝土任务性降低。到达一样坍落度，会添加对减水剂的需求量 。 重力效应：机制砂密度较大，2.36mm颗粒较多，级配不良，外形锋利和棱

10、角性，使混凝土拌和物显得干涩、易离析泌水，同时添加了合理砂率。由于机制砂较大的表观密度，会添加混凝土拌和物在搬运和捣实过程中的离析倾向，加剧混凝土泌水和塑性沉降收缩，影响混凝土外表的耐久性 。石粉在混凝土中的正负效应四机制砂对混凝土性能的影响.30二重效应:水粉比效应：假设水粉比过大，易产生离析泌水，对于水灰比较大的混凝土，可以靠石粉适当降低水粉比，改善粘聚性和加强保水性，减弱离析泌水；在任务性良好的情况下，假设石粉含量过高，会使水粉比偏小而降低拌和物的流动。集粉比效应：集粉比过大时，不利于浆体填充集料颗粒间的空隙，石粉可以降低集粉比；假设集粉比过小，浆体含量过高，会添加干缩和降低弹性模量。咬

11、协作用：机制砂颗粒外形不规那么，具有棱角性，颗粒之间相互啮合，添加抗折强度和抗拉强度，对混凝土的变形有限制造用；集料颗粒的交错分布，光滑所需的浆体层厚度需求增大，要坚持同样的流动度，需求更多浆体。石粉在混凝土中的正负效应四机制砂对混凝土性能的影响.31二重效应稀释效应：假设用石粉取代部分胶凝资料，会直接降低水泥有效成分的含量，在混凝土中，石粉添加了浆体含量，相对地也降低了水泥在浆体中的比例。过分的稀释会降低水泥或混凝土强度，但可以处理强度富有过多与任务性之间的矛盾。外表特性效应：机制砂粗糙的外表特性，可以添加集料与水泥浆之间的粘结强度，同时粗糙的外表和创伤微裂隙会添加吸水率，使混凝土显得干涩，

12、而振捣时水分易释放，配制不当易出现泌水景象，同时产生较多的连通孔而降低抗冻性能。由于高强度混凝土的水灰比很低，水泥石致密少孔，本身已具有很强抗冻性能；对于中低强度混凝土，可以采用适量的引气剂。石粉在机制砂中的正负效应四机制砂对混凝土性能的影响.32五机制砂的质量要求机制砂的质量规范一机制砂的分级与规格机制砂按技术要求分为级、级、级。 级宜用于强度等级大于C60的混凝土；级宜用于强度等级C35C60及抗冻、抗渗或其它要求的混凝土；级宜用于强度等级小于等于C30的混凝土。 机制砂的粗细程度按细度模数分为粗砂、中砂、细砂三种规格，其细度模数分别为： 粗砂：3.73.1 中砂：3.02.3 细砂：2.

13、21.6.33机制砂的质量规范二机制砂颗粒级配范围砂的实践颗粒级配与表中的数字相比，除4.75mm和0.6mm筛档外，可以略有超出，但超出总量应小于5。五机制砂的质量要求.34机制砂的质量规范三石粉含量和泥块含量五机制砂的质量要求.35机制砂的质量规范四有害物质1有抗冻、抗渗要求的混凝土，机制砂中云母含量不应大于1.0%。2机制砂中如发现含有颗粒状的硫酸盐或硫化物杂质时，那么要进展专门检验，确认能满足混凝土耐久性要求时，方能采用。五机制砂的质量要求.36机制砂的质量规范五压碎值目的岩石抗压强度 机制砂母岩强度首先应由消费单位提供，火成岩不宜小于100MPa，蜕变岩不宜小于80MPa，水成岩不宜

14、小于60MPa。对配制C60及以上混凝土的机制砂，其母岩抗压强度与混凝土强度等级之比不宜小于1.5。五机制砂的质量要求.37机制砂的质量规范六表观密度、堆积密度、空隙率 表观密度大于2500kg/m3;松散堆积密度大于0kg/m3；空隙率小于47。碱集料反响 经碱集料反响实验后，由砂制备的试件无裂痕、酥裂、胶体外益等景象，在规定的实验龄期膨胀率小于0.10%. 路面和桥面混凝土所用机制砂，还应检验砂浆磨光值，其值宜大于35，不宜运用抗磨性较差的泥岩、页岩、板岩等水成岩类母岩种类消费机制砂。磨光值五机制砂的质量要求.38机制砂检测本卷须知取样具有代表性性：在料堆取样时，取样部位应均匀分布。取样前

15、先将取样部位表层根除，然后从不同部位抽取大致等量的砂8份，组成一组样品。从皮带运输机上取样，运用接料器在皮带运输机机尾的出料处定时抽取大致等量的砂4份，组成一组样品。五机制砂的质量要求.39单项实验取样数量五机制砂的质量要求.40试样制备：用分料器：将样品在潮湿的形状下拌合均匀，然后经过分料器，取接料斗中的其中一份再次经过分料器。反复上述过程，直至把样品缩分到实验所需量。人工四分法：将所取样品置于平板上，在潮湿形状下拌合均匀，并堆成约20mm的圆饼，然后沿相互垂直的两条直线把圆饼分成大致相等的四分，取对角线的两分重新拌均，在堆成圆饼。反复上述过程，直至把样品缩分到实验所需量为止。五机制砂的质量

16、要求.41检测过程中本卷须知:颗粒级配: 筛除9.5mm以上颗粒;筛至每分钟经过量小于实验总量的0.1%为止;石粉含量: 必需采用水洗方式测试,防止砂粒流失;亚甲蓝MB值测定: 亚甲蓝试剂保质期在28d(需放于阴暗处保管);测试过程中溶液必需坚持悬浮形状;五机制砂的质量要求.42泥块含量:筛除1.18mm以下颗粒,搅拌均匀,浸泡24h;云母含量:手工挑选,机制砂砂中普通不存在此问题;轻物质含量:当机制砂母岩较好、较为干净时,不存在此问题;五机制砂的质量要求.43巩固性： 淋洗干净；溶液体积应大于实验总体积的5倍；必需排净实验外表气泡；溶液温度控制在2025;称量时,试样必需洗净、烘干；压碎值:

17、 留意筛分准确，分级压碎值;表观密度: 留意排净水中气泡;留意水温恒定、瓶塞塞紧(李氏比重瓶)。五机制砂的质量要求.44机制砂的消费工艺与设备制砂设备大型水电工程通常选用棒磨机，湿法消费优点：颗粒级配优良、稳定，粒型方正，石粉含量便于控制 ；缺陷：耗水量大24m3水/m3砂，洗粉量大普通1020%，浪费污染严重。 中小规模砂厂，宜选用冲击式破碎机，干法消费 优点：破碎比高、产量大、能耗低，产品级配、粒形好 ；缺陷：石粉含量不易控制，动摇较大；六机制砂的制备技术.45六机制砂的制备技术机制砂的消费工艺与设备消费工艺流程鄂式破碎机还击式破碎机冲击式破碎机棒磨机水洗废品块石粗碎中碎细碎筛分.46机制

18、砂的消费工艺与设备引荐干法消费工艺六机制砂的制备技术.47六机制砂的制备技术.48冲击式破碎机：国外具有代表性的有：立式冲击式细碎机、如德国DH伯布拉斯型；巴马克Barmac-9000型；短头园锥细碎机，如瑞典Svedala公司消费的HP500、HP700；旋盘式细碎机，如美国Nordberg公司的No48s型、No36s型；芬兰诺德伯格公司的Ct49。国内成熟的产品有：贵州“成智PL系列立轴冲击式破碎机、上海山宝SX立轴式冲击破碎机、上海运通PC-1000冲击式制砂机、枝江PLF立轴还击式细碎机、河南双龙SLP型立旋式破碎机、北京和吉的Y系列制砂机。 六机制砂的制备技术.49特点：破碎比很大

19、，具有细碎、粗磨功能； 破碎效率高，产量大，电耗低比颚式破碎机省电1/3；产品粒度均匀，颗粒方正率高，内部裂隙少。立式冲击式制砂机剖面图 石打石剖视形状石料在旋盘中的平面流态.50机制砂的消费工艺与设备1、干法收尘 本来收尘是消除机制砂消费过程中扬尘对环境的污染。但经过合理布置收尘点，调整吸尘器的风量、风压，也可部分选出机制砂中的石粉，可控制机制砂中石粉含量在710%。实践消费过程中，应选用收尘效果好的收尘器，并根据机制砂中石粉含量要求，确定收尘器的工况参数。级机制砂可采用干法收尘工艺，这无疑既可节水又可减少污染。 六机制砂的制备技术.51机制砂的消费工艺与设备2、水洗除粉湿法特点： 能耗低、

20、处置才干高、返砂率低；与轮式洗砂机相比耗水量大，中细砂及石粉流失大，所洗机制砂级配差，细度模数不易控制，产质量量动摇较大。a) 实景图b) 资料图片螺旋式洗砂机a) 实景图b) 资料图片a) 实景图a) b) 实景图资料图片螺旋式洗砂机六机制砂的制备技术.52机制砂的消费工艺与设备特点： 构造简单，具有可调筛网，缺点率远低于螺旋洗砂机。与螺旋洗砂机相比，细砂和石粉流失极少，所洗机制砂级配好，细度模数容易控制，产质量量稳定。 因此，普通宜选用轮式洗砂机。 2、水洗除粉湿法b) 资料图片a) 实景图a) 实景图a) 实景图轮式洗砂机b) 资料图片a) 实景图六机制砂的制备技术.53机制砂的消费工艺

21、与设备3、干法选粉特点： 可替代传统的水洗制砂，既可节水又可减少污染，而且还可根据需求灵敏调整砂中石粉含量，选粉精度高，废品中颗粒直径控制在90m以上，适用于各级机制砂消费。 HSZ系列干法制砂分级机六机制砂的制备技术.54机制砂消费质量控制措施 1选择好矿山，母岩强度高，无潜在碱活性危害 。在开采时，应防止泥土、风化岩、树根、草皮等杂物混入。 2按照设备的特性，优化消费工艺参数。工艺参数包括：进料尺寸、转速、排料口宽度、最正确入机粒度范围、振动筛角度与筛孔尺寸等。制砂机进料粒度普通为20mm左右。稳定机制砂级配，控制机制砂的细度模数，确保机制砂产品颗粒级配合格，且粒型好，压碎值低 。六机制砂

22、的制备技术.55机制砂消费质量控制措施 3加强对设备的维护，及时改换易磨损设备，稳定机制砂的质量。应关注衬板、锤头等磨损情况，及时予以改换。 4按照除粉工艺和设备特点，选择合理工艺参数，控制机制砂中石粉含量，使之满足质量要求5%10% 。 5机制砂的堆放场地要求清洁硬化，机制砂堆放、装卸和运输过程中，应防止泥土混入和颗粒离析。机制砂出料皮带上喷洒适量水，干砂堆料高度不易超越5 m。六机制砂的制备技术.56废品机制砂六机制砂的制备技术.57七机制砂混凝土的配制技术 机制砂混凝土的配合比设计方法与河砂混凝并没有本质的不同，机制砂混凝土的试配强度、水胶比、单位用水量、水泥用量均可先参照河砂混凝土的配

23、合比设计方法，然后经实验室调整确定，思索到机制砂的特性，应留意一下几个方面。.58混凝土强度等级C60C60C30C30水泥强度等级52.552.542.532.5原资料的优选水泥的优选 机制砂混凝土所用的水泥不得掺用石灰石作混合资料。 七机制砂混凝土的配制技术.59可采用高标号水泥配制低标号混凝土塑性混凝土流动性混凝土 高等级水泥配制低标号混凝土由于水灰比较大，易产生离析、泌水景象，而机制砂中的石粉的亲水特性可处理高强等级水泥配制低强度等级或大坍落度混凝土时的混凝土强度富余过大与任务性差之间的矛盾。原资料的优选七机制砂混凝土的配制技术.60 原资料的优选外加剂的优选机制砂混凝土的配制宜掺用减

24、水剂。外加剂宜选择减水率高、坍落度损失小、适量引气、低收缩率比的高效减水剂。外加剂的掺量应按机制砂中石粉含量的高低酌情增减；普通石粉含量在10%以内不会显著影响外加剂的用量。七机制砂混凝土的配制技术.61外加剂掺量：减水剂的掺量可近似按混凝土中粉体资料质量水泥、掺合料与石粉质量之和百分比计。 原资料的优选外加剂的优选七机制砂混凝土的配制技术.62 原资料的优选机制砂的级别机制砂的级别根据混凝土设计强度等级选择，宜优先选用中粗砂，细度模数在2.53.9。 机制砂石粉含量限值的控制目的：按混凝土强度等级的高低相应控制为5%、7%、10%。 强度等级C30C30C60C60国标规定7% 5% 3%建

25、议10%7% 5%七机制砂混凝土的配制技术.63 配制低强、高流动性混砼时充分发扬石粉的作用：含石粉机制砂比天然砂更适宜采用高强水泥配制低强砼，水灰比越大、越适宜，处理强度富余过多与任务性差之间的矛盾；原资料的优选机制砂的级别七机制砂混凝土的配制技术.641、机制砂混凝土水灰比确实定：仍基于天然砂鲍罗米公式计算。选取“最大水灰比和“最小水泥用量完全出于任务性思索时，应代之以“最大水粉比和“最小粉料用量的概念。 2、机制砂混凝土单位用水量的选择：仍基于天然砂混凝土根据坍落度要求确定用水量，但应思索减水剂的需求。不掺减水剂下，机制砂中的石粉含量添加使混凝土流动性降低，要坚持一样的坍落度，那么混凝土

26、的用水量添加。假设掺有减水剂，那么石粉对机制砂混凝土任务性的影响，有最正确石粉含量范围，为7%10%。 配合比设计参数选取七机制砂混凝土的配制技术.653、机制砂混凝土合理砂率的选择：不仅要思索细度模数，还要留意机制砂石粉含量的添加将使合理砂率降低。机制砂混凝土的砂率普通较天然砂混凝土高3%6%，宜按“五点法经过实验进展砂率优选，即在砂率范围35%43%范围内每间隔2%选取一个砂率进展拌和物和易性实验，以和易性到达最正确为合理砂率。在保证拌和物粘聚性良好的前提下，应尽能够选取较小的砂率，以保证混凝土的弹性模量和枯燥收缩。 配合比设计参数选取七机制砂混凝土的配制技术.664、机制砂的表观密度普通

27、较天然河砂大，导致容重高，因此在采用假定容重法进展配合比计算时，机制砂混凝土的假定容重应控制约比相应的天然河砂混凝土高3040 kg/m3。 配合比设计参数选取5、机制砂配制混凝土时，矿渣粉、粉煤灰等掺合料的掺用可不思索石粉含量的高低，并且机制砂中的石粉可替代煤灰作掺合料运用，其掺量可在胶凝资料质量的1020%范围经过实验确定。七机制砂混凝土的配制技术.67机制砂中的石粉作混凝土掺合料运用：对于C30中低强混凝土、C60高强混凝土和C80超高强混凝土，取代水泥的的比例以分别不超越18.75%、22.5%和15%为宜，对混凝土强度的影响分别相当于同等掺量II级或I级粉煤灰的作用效果。七机制砂混凝土的配制技术.683、机制砂配制预应力高强混凝土时，应思索机制砂及石粉含量对混凝土弹性模量、收缩徐变的影响。 2、机制砂混凝土的任务性对用水量的改动和砂率的变化比较敏感。一旦机制砂级配不良、砂率选择不当、用水量偏高、外加剂过量，那么易呵斥机制砂砂混凝土在出机卸料过程中离析