基于机制砂改进高性能混凝土力学和工作性能及机理研究

为探明机制砂掺量及其成分对地铁工程中高性能混凝土工作和力学性能的影响机理,以广东地区产机制砂为研究对象,配置不同机制砂掺量和不同石粉含量的高性能混凝土并开展相应试验,研究机制砂掺量及机制砂中石粉含量对混凝土扩展度、坍落度、新拌混凝土状态、抗压强度及抗折强度的影响规律,结合混凝土电镜微观结构揭示各因素对其性能影响机理。结果表明：机制砂掺量及其石粉含量分别为40%和5%时,机制砂混凝土施工性能和所呈现状态最优;随机制砂掺量增加,混凝土抗压和抗折强度呈先上升后下降的趋势;石粉含量对混凝土最终力学性能几乎没有影响,但混凝土早期强度会随石粉含量增加而显著增加。综上,本研究所用机制砂可部分替代天然砂,且替代率为40%时效果最佳;所配置的机制砂高性能混凝土各项工作性能良好,可满足施工性能和结构强度要求。     

机制砂物理特性对水泥胶砂流变性能的影响及机理

针对机制砂混凝土和易性差、流动经时损失大以及易泌水、离析等问题,通过不同岩性和不同级配区间机制砂对水泥胶砂流变性能的影响及对减水剂的吸附特性分析,研究机制砂岩性、表面吸附性和表面电位等物理特性对水泥胶砂流变性的作用机理。结果表明:相较于钙质机制砂,硅质机制砂对水泥胶砂流动度的影响更大;机制砂颗粒级配越小,对水泥胶砂流动度的影响越大;机制砂胶砂流变性能与机制砂对减水剂的吸附性能和机制砂的内摩擦力有关,机制砂对减水剂吸附性能与表面吸附点的量成正比,母岩中层状结构黏土矿物含量越高,对减水剂的吸附性能越强;影响水泥胶砂流变性能的主要因素是机制砂对聚羧酸减水剂的吸附性能,而不是机制砂的颗粒粒径与比表面积。     

机制砂混凝土在工程实践中的应用

针对天然砂资源逐步减少，质量日益下降，难以满足建筑用砂持续发展这一现实情况，论述机制砂的优缺点和机制砂混凝土的研究现状，从机制砂混凝土的工作性能、力学性能、耐久性能等方面阐述机制砂对混凝土性能的影响。在工程实践中，应用机制砂配制出的C10～C55混凝土，已在水利、铁路、公路工程中成功应用。目前，机制砂混凝土在我国的应用尚处于起步阶段，推行与应用还需要对机制砂的颗粒形状、颗粒级配，高效、优质制砂设备和制砂工艺，混凝土配合比等课题进行深入探讨。     

机制砂石粉和泥粉含量对C50箱梁混凝土性能的影响

通过分析机制砂的特点,研究机制砂中不同石粉和泥粉含量对 C50箱梁混凝土的工作性、不同龄期的抗压强度及28 d、56 d抗渗性能的影响规律,并探究其作用机理。研究表明：机制砂中石粉和泥粉含量对 C50箱梁混凝土的工作性、力学性能和耐久性能均有明显影响;机制砂 C50箱梁混凝土中石粉的最佳含量为8%～12%;泥粉含量限制在2%以下为宜( MB值≤1.2)。     

机制砂中石粉含量对混凝土性能影响的试验研究

对机制砂中的石粉含量对混凝土性能的影响进行了试验研究。对无河砂地区，以机制砂代替河砂进行混凝土具有明显的经济效益。     

两种生产工艺机制砂掺配对混凝土性能的影响

本文针对湿法制砂得到的水洗砂和干法制砂得到的风吸砂掺配比例问题,分析了水洗砂和风吸砂的差异,研究了不同生产工艺机制砂掺配比例对铁路工程泵送混凝土工作性能、抗压强度、电通量和碳化性能的影响。结果表明:两种机制砂级配和压碎值相近,风吸砂略粗,石粉含量较低,水洗砂较干净,需水量比较低;随着水洗砂掺配比例的提高,混凝土减水剂掺量呈现降低的趋势,混凝土流动性得到改善,采用泵送施工工艺的情况下,推荐机制砂掺配比例水洗砂/风吸砂为7/3;随着水洗砂掺配比例的增加,混凝土抗压强度逐渐增大,电通量呈现降低趋势,抗碳化性能提高,主要原因是水洗砂掺配比例增加,混凝土密实性得到提高。研究工作能够推进机制砂混凝土应用,提高机制砂混凝土质量。     

机制砂在隧道衬砌中的应用

通过对机制砂和机制砂混凝土特点的分析,提出优化机制砂混凝土配合比设计,严格机制砂混凝土施工工艺流程,达到降低材料成本目的的观点.     

基于机制砂混凝土收缩试验的隧道衬砌环向开裂原因探讨

针对叙(永)毕(节)铁路某标段5座隧道衬砌收缩开裂问题,开展隧道衬砌机制砂混凝土收缩特性试验研究,以分析衬砌环向开裂原因.通过工程调研和试验研究,考虑细骨料、混凝土强度等级、养护条件等因素的影响,对比分析机制砂混凝土与河砂混凝土在力学性能和收缩变形2个方面的差异.研究结果表明:机制砂混凝土的抗压、抗拉和抗折强度等力学性能指标均优于河砂混凝土,但机制砂混凝土收缩率指标高于河砂混凝土24％～35％,且机制砂混凝土收缩率随强度等级的提高而增大.通过试验判定隧道衬砌环向开裂的主要原因是机制砂混凝土收缩变形指标偏大,而隧道衬砌混凝土养护不到位增加了衬砌开裂的几率和程度.     

渝东南地区隧道洞渣机制砂混凝土性能研究

随着基础工程建设飞速发展，河砂资源严重短缺，尤其在渝东南地区尤为明显，同时受限采政策影响，天然河砂供不应求。国铁集团于2020年11月1日实施《铁路机制砂场建设技术规程》,解决了铁路工程建设中河砂资源短缺难题，使得机制砂可以在铁路工程中得以应用。隧道洞渣生产机制砂，既节约成本、废物利用，又可满足现场施工需求，变废为宝。但机制砂由于颗粒棱角尖锐，多呈细长状，矿物成分复杂、潜在有害物质多样，性能差异大，致使配制混凝土性能差异较大。本文对机制砂的颗粒形貌、石粉含量、细度模数、MB值等指标进行试验及数据分析，以研究机制砂对配制混凝土性能的影响。     

砂率对固定当量粉体体积机制砂自密实混凝土工作性能的影响北大核心

采取当量粉体体积法设计机制砂自密实混凝土试验配合比,首先通过砂浆稠度试验确定各粉体的当量系数并试配出合理的当量粉体体积,然后在固定当量粉体体积的条件下,研究砂率变化对自密实混凝土工作性能的影响。通过坍落扩展度试验、J环试验和L型仪试验测试机制砂自密实混凝土拌合物的填充性、间隙通过性和稳定性等工作性能。试验结果表明：砂率在47%~59%时,机制砂自密实混凝土拌合物的自密实性总体上随砂率增加先增强后减弱;砂率在53%~56%时存在最优砂率,使得固定当量粉体体积的机制砂自密实混凝土的自密实性最佳。     

高含量石粉机制砂对隧道二衬混凝土性能影响试验研究

随着混凝土用量急速增长,必将引起天然砂的过量开采,对自然环境造成破坏,如何正确使用机制砂替代河砂成为混凝土行业可持续发展的必然趋势。针对云南地区隧道二衬混凝土处于侵蚀环境特点,以拟配C40混凝土为研究对象,在胶凝材用量、水胶比、砂率均相同的条件下,分别掺入0%、15%、25%、35%、45%和55%的机制砂等量替代天然砂,研究不同的机制砂替代率下混凝土的工作性能和力学性能的变化规律,从而找到适用于隧道二衬混凝土的机制砂最佳替代率为35%左右,在该掺量下混凝土的工作和力学性能均有好的发挥。     

机制砂在混凝土配制和施工中的注意要点

通过试验确定机制砂的级配、粒形、细度模数等主要参数,并根据机制砂的性能特点,结合工程实践试验确定混凝土的配合比,提出了机制砂混凝土配制和施工中应注意的要点,可供相关工程参考。     

机制砂泵送混凝土的试验研究与工程应用

结合内昆铁路老煤洞特大桥机制砂泵送混凝土的施工情况 ,就机制砂对混凝土拌和物性能强度的影响进行了探讨 ,在此基础上 ,对 C2 8机制砂泵送混凝土的配制和主要技术性能以及在现场的应用等方面进行了研究。     

花岗岩机制砂混凝土的性能研究及应用

随着我国基础设施建设的不断推进,河砂的需求量也日益增长。然而山岭重丘区需长远距离运输,不但极大地增加了混凝土施工成本,而且也影响施工进度,因此采用机制砂取代河砂已成为一种必然趋势。通过花岗岩机制砂混凝土的相关试验研究,结果表明:采用机制砂取代河砂进行混凝土配合比设计是可行的,且拌合物的工作性能、硬化混凝土力学性能都能够满足设计要求。同时,提出花岗岩机制砂混凝土主要配合比设计参数、要点以及施工质量控制措施。该技术在广西资源至兴安高速公路工程中全面应用,产生了良好的经济效益和社会效益。     

粉体体积对机制砂低强度混凝土和易性的影响

为解决机制砂低强度等级混凝土出现的泌水粘聚性差等问题,采取室内试验研究粉体体积对机制砂低强度等级混凝土和易性的影响。提出粉体体积当量系数概念,并研究其合理粉体体积。研究结果表明：可以用粉体当量系数算得的粉体体积来评定新拌机制砂低强度等级混凝土的和易性,并提出合理当量粉体体积为150—160L/m3。     

机制砂加特细砂配制泵送混凝土的应用

将机制砂、特细砂优化组合成为级配良好的中砂配制泵送混凝土,解决了特细砂不能用于重要的混凝土工程以及单独用机制砂配制流态混凝土内实外不美的难题.在实际工程应用中取得了较好的经济效益和社会效益.     

基于球形度比的精品机制砂粒形特征研究

机制砂颗粒粒形特征是影响混凝土性能的重要因素。提出了“球形度比”的概念,对精品机制砂的粒形控制指标特征进行了评价。精品机制砂生产工艺中的关键设备主要包括除尘设备和整形设备。精品机制砂的质量特征主要包括粒形良好、有效控制石粉含量和细度模数等。精品机制砂的粒形宜采用球形度比0.8及球形度比0.7两个指标同时控制,1类砂和2类砂均可用于混凝土,3类砂仅用于砂浆。结果表明:采用球形度比来表征精品机制砂的粒形特征是比较合理的,健全了精品机制砂的技术评价体系和检测方法,为推广精品机制砂的规模化生产和应用具有借鉴作用。     

机制砂泵送混凝土的配合比研究及施工

我局承建的内昆铁路DK291＋176．73－DK325 855区段，有隧道，桥梁各15座，车站2座，由于工点附近没有天然砂资源，因此我局各施工单位均片行生产或外购机制砂用于混凝土施工，为较好地掌握机制砂混凝土的性能特点，配制出技术质量指标与经济指标均较合理的混凝土，局科研所特立项进行了专题研究。     

机制砂在隧道衬砌中的应用

通过对机制砂和机制砂混凝土特点的分析，提出优化机制砂混凝土配合比设计，严格机制砂混凝土施工工艺流程，达到降低材料成本目的的观点。     

基于混凝土指标加权偏差的沙漠砂最优替代率分析

河砂与机制砂是目前混凝土配制普遍采用的细骨料。但我国河砂资源分布不均且开采受限，而机制砂生产能耗大、环境污染严重。我国西北地区拥有丰富的沙漠砂资源，若能应用于工程建设，其对于缓解区域性河砂资源紧张、降低机制砂生产能耗具有重要意义。本文基于沙漠砂材料特性进行试验研究，在确定沙漠砂与其他材料化学相容性基础上及给定配合比情况下，以沙漠砂替代率作为变量，以多种替代率配制混凝土指标最优值作为目标值，综合考虑和易性、和易稳定性、抗压强度及经济性指标，并将其进行无量纲化处理。利用标准差确定各指标的目标偏差权重，最终构造加权偏差函数确定沙漠砂最优替代率。