机制砂制备高性能混凝土技术优化研究_庞浩然.pdf

建筑资讯建 筑 技 术 开 发 1Building Technology Development第50卷第2期2023年2月Building Information机制砂制备高性能混凝土技术优化研究庞浩然1，王 晶1，朱良韬1，杨亚晗2（1.中电建路桥集团有限公司，北京 100032；2.北京科技大学 土木与资源工程学院，北京 100083）摘要 随着基础设施建设规模不断扩大，天然砂资源逐渐短缺，使用高强度机制砂制备混凝土具有重要意义。对此研究机制砂混凝土的配合比制备方法。结果表明：（1）一定空隙率和细度模数的机制砂能够替代部分天然砂制备C50高性能混凝土；（2）在水胶比为0.32、砂率为45%的条件下，配合比为水泥粉煤灰机制砂碎石水减水剂=408727949711555.76下所制备的机制砂混凝土强度能够达到最高28 d高压强度65.9 MPa；（3）根据凝灰岩机制砂混凝土配合比优化方案，分析高强度等级混凝土工作性能，确定最优配合比。该方法可为工程施工过程中工作提供依据，具有良好的应用前景。关键词 机制砂；高性能混凝土；优化制备；配合比 中图分类号TU 74 文献标志码A 文章编号1001523X(2023)02000103STUDY ON OPTIMIZATION OF HIGH PERFORMANCE CONCRETE PREPARED BY MANUFACTURED SANDPang Hao-ran，Wang Jing，Zhu Liang-tao，Yang Ya-han AbstractWith the continuous expansion of infrastructure construction and the gradual shortage of natural sand resources,it is of great significance to use high-strength machine-made sand to prepare concrete.This paper studies the mixing ratio preparation method of high performance concrete with manufactured sand.The results show that as following.(1)The manufactured sand with a certain porosity and fineness modulus can replace some natural sand to prepare C50 high performance concrete.(2)Under the condition that the water-binder ratio is 0.32 and the sand ratio is 45%,the strength of the manufactured sand concrete can reach the highest 28 d high pressure strength of 65.9 MPa when the mix ratio is cementfly ashmanufactured sandcrushed stonewaterwater reducer=408727949711555.76.(3)According to the mix proportion optimization scheme of tuff mechanism sand concrete,the working performance of high-grade concrete is analyzed and the optimal mix proportion is determined.This method can provide a basis for the work in the process of engineering construction and has a good application prospect.Keywordsmachine-made sand;high performance concrete;optimized preparation;mix ratio随着我国基础设施建设规模不断扩大，混凝土的使用量不断增加，相应的天然砂资源逐渐短缺，面临枯竭。机制砂在国内外工程领域作为混凝土骨料得到了广泛应用及推广，但由于机制砂颗粒表观形态以及细度模数的缺点，使其与天然砂的性能有一定差距。大部分学者对机制砂的研究主要集中于机制砂的含粉量、机制砂的母岩特性、亚甲蓝值等指标对不同强度等级混凝土性能的影响及其机理研究，缺少对高强度机制砂混凝土的制备技术研究。通过研究凝灰岩机制砂高标号混凝土配合比优化方案，分析高标号机制砂混凝土物理力学性能、耐久性指标与工作性能，确定最优配合比。1 工程概况本项目起于台州温岭市大溪镇，起点位于甬台温高速大溪互通北侧2.0 km附近，路线全线位于台州温岭市，总体是自西向东走向，途经了温岭大溪、泽国、城北、新河、滨海5个乡镇和街道，路线全长32.878 km，设置断链两处，长42.282 m。本项目沿线主线桥梁总29 270 m/6座（含枢纽、互通区主线桥），桥梁占路线总长88.8%。本项目桥梁部分占工程项目总长的88.8%，由于项目施工地域天然砂供给较少，桥梁施工的盖梁、垫石、挡块，墩柱，墩身、柱系梁，T形梁，变截面连续箱梁，现浇箱梁，桥面铺装等施工部位亟需优化制备高强度机制砂混凝土。2 高性能机制砂混凝土优化制备方案2.1 原材料技术指标研究制备高强度机制砂混凝土所需原材料，如图1所示。（1）水泥：采用PO42.5水泥。该水泥比表面积为354 m2/kg，初凝时间为191 min，终凝时间收稿日期：20221212作者简介：庞浩然（1992），男，河南南阳人，工程师，主要研究方向为公路、市政工程施工技术。建筑资讯建 筑 技 术 开 发2 Building InformationBuilding Technology Development第50卷第2期2023年2月为285 min，密度为3 050 kg/m3，28 d龄期抗压强度为50.1 MPa。（2）机制砂：塘岭矿生产的机制砂，细度模数为2.95，属于中砂，各项性能指标，见表1。（3）碎石：本项目使用 510 mm、1020 mm两种规格的单级配碎石，按照掺配比例为4：6，掺配合成520 mm连续级配碎石。（4）其他材料：矿渣粉、水、减水剂。图1 机制砂整形料05 mm 表1 机制砂性能指标堆积密度/（g/cm3）表观密度/（g/cm3）空隙率/（%）细度模数1.4722.60443.52.952.2 高强度机制砂混凝土配合比计算制备高强度机制砂混凝土各组分配合比，需要对其进行初步计算。首先，要确定单位体积用水量，根据该混凝土设计强度要求，碎石最大粒径20 mm，施工坍落度要求160200 mm，根据查表结合试验调整选取用水量为230 kg/m3，掺入聚羧酸高性能减水剂，掺量为胶凝材料质量的1.2%后，计算用水量为：mw0=230（10.32）=156 kg/m3经试拌后调整选取用水量为155 kg/m3。进而计算胶凝材料用量：mb0=mw0/（W/B）=155/0.33=480 kg依据JTG/T 36502020公路桥涵施工技术规范选取矿渣粉掺量：f=15%，计算得到矿渣粉用量为 72 kg，水泥用量408 kg。综合考虑坍落度及砂类型为机制砂中砂，选定砂率3=45%。采用假定质量法计算，假定混凝土容重为2 400 kg/m3，计算砂ms0、碎石mg0用量。mf0+mc0+mg0+ms0+mw0=mcp（1）3=ms0/（mg0+ms0）（2）根据以上公式计算可得ms0=794；mg0=971，其中510 mm1020 mm掺配比例为46。减水剂掺量a为1.2%，外加剂用量ma0=mb0 a=4800.012=5.76 kg。综合计算初步配合比为，水泥矿渣粉机制砂碎石水减水剂=40872794971 1555.76。2.3 混凝土强度试验验证利用初步配合比进行试拌25 L，实测的坍落度为190 mm，混凝土粘聚性、保水性、流动性良好，满足配合比设计要求，实测的混凝土拌合物表观密度为2 400 kg/m3，计算得到的混凝土拌合物表观密度满足 2 400 kg/m32%误差范围内，混凝土配合比维持不变。确定基准配合比为：水泥粉煤灰机制砂碎石水减水剂=408727949711555.76。采用三组配合比进行混凝土抗压强度试验，以基准配合比为准，另外两组配合比用水量保持不变，水灰比分别增加和减少0.03，砂率分别增加和减少1%，制备机制砂混凝土实验试样，如图2所示。三组试样配合比见表2。MSC1-1MSC7-1MSC2-1MSC8-1MSC3-1MSC9-1MSC4-1MSC10-1MSC5-1MSC11-1MSC6-1MSC12-1MSC13-1MSC14-1MSC15-1MSC16-1MSC17-1MSC0-1图2 机制砂混凝土试样制备表2 三组配合比每立方米用量序号水胶比砂率/%水泥/kg矿渣粉/kg机制砂/kg碎石/kg水/kg减水剂/kg坍落度/mm表观密度/（kg/m3）10.2944454807539581556.411902 39020.3245408727949711555.761902 40030.3546377668299731555.321952 380经测定3组配合比混凝土拌合物坍落度符合要求，粘聚性、保水性均良好。将3组配合比的混凝土试件进行强度实验。混凝土配合比试件强度检测结果，见表3，该组数据取试验结果平均值。表3 机制砂混凝土配合比试件检测结果水胶比7 d抗压强度/MPa28 d抗压强度/MPa0.2955.865.60.3251.360.90.3546.856.8根据混凝土试拌的工作性能及28 d强度结果，确定机制砂混凝土达到C50混凝土强度的理论配合比，见表4。建筑资讯建 筑 技 术 开 发 3Building InformationBuilding Technology Development第50卷第2期2023年2月基于色谱正片叠底评估法下的榆林明长城镇 羌堡传统建筑分类评估研究高 诚1，张 娜2（1.陕西自然资源勘测规划设计院有限公司，西安 710061；2.陕西省城乡规划设计研究院，西安 710021）摘要 镇羌堡城址是陕西省第六批文物保护单位，是明长城线上的重要古建，古堡格局保存良好，城墙体系基本完整，部分传统建筑保存完好，具有较高的历史文化科学社会价值。但古堡城墙本体及古堡内传统建筑保存状况堪忧，或破败不堪或坍塌残留且无人管理，尚未进行任何保护和修缮措施。因此，亟需对镇羌堡内尚存的传统建筑进行保护。但保护的前提是对现存建筑进行科学合理的评估，明确保护重点分类保护。通过运用色谱正片叠底评估法，借鉴其他传统建筑风貌评估方法，对镇羌堡现状建筑风貌进行评估，以达到分类保护的目的。关键词 镇羌堡；色谱正片叠底评估法；传统建筑；风貌评估 中图分类号TU87；TU 201 文献标志码A 文章编号1001-523X(2023)02-0003-03RESEARCH ON THE CLASSIFICATION EVALUATION OF QIANG FORT IN MING GREAT WALL TOWN，YULIN BASED ON THE CHROMATOGRAPHIC EVALUATION METHODGao Cheng，Zhang Na AbstractZhenqiang Fort site is the sixth batch of cultural relics protection units in Shaanxi Province,and it i