机制山砂在工程中的研究与应用

中铁大桥工程局五处承建的株六复线南山河特大桥位于黔东南地区,该地区山高路陡,无天然河砂资源,运输条件极为不便,给施工带来了相当大的难度.经测算该桥混凝土总量达11 767.5m3,对砂的用量极大.面对这一难题,通过地材资源的情况调查得知,当地石灰岩、白云岩蕴藏丰富,分布很广,开采便利.为充分利用当地资源,避免从外地调运河砂而增加工程成本,我们提出因地制宜、就地取材以机制山砂代替河砂的方案,并围绕此课题开展了机制山砂的试验研究与工程应用.     

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。     

机制砂的试验研究与工程应用

在云、贵缺乏天然砂资源的地区，采取当地石炭岩制砂，满足工程建材需要，这是在特殊条件下另劈蹊径的做法。文章介绍南昆线某段采用机制砂的有关石料开采，制砂工，配合比选配以及施工应用等情况。     

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。     

我国铁路工程机制砂混凝土应用现状及存在问题

受天然河砂限采政策及季节性开采的制约,机制砂已经成为天然河砂的绿色替代品。针对我国铁路混凝土的工程特点,从石粉含量、颗粒级配、颗粒形貌等方面分析现行标准对机制砂的性能要求,论述机制砂混凝土性能特点,探讨机制砂在我国铁路现浇结构和预应力构件中应用现状及存在问题,提出应建立适应于铁路工程特点的机制砂标准体系、加强机制砂生产过程质量控制、深化机制砂混凝土结构性能研究等思路,以期规范和提升铁路工程机制砂混凝土的工程质量。     

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。     

高石粉含量石灰岩机制砂混凝土性能研究

为解决潮惠高速公路沿线优质河砂资源紧缺问题,减少石粉对环境的不良影响,试验研究了高石粉含量石灰岩机制砂混凝土工作性能、力学性能、收缩变形性能和耐久性能,并与河砂混凝土进行了对比。结果表明,石灰岩机制砂可替代河砂作为细骨料,并可将石粉含量限值提高至9.6%;机制砂混凝土可通过外加剂调整其工作性能,使之与河砂混凝土相当;机制砂混凝土的抗压强度和弹性模量与河砂混凝土相当,而机制砂混凝土抗折强度略高;机制砂混凝土收缩变形性能和耐久性能较优。     

山砂CA砂浆的正交试验研究

利用机制山砂(MFA)代替河砂进行了板式无砟轨道用CA砂浆的配制研究工作,通过对山砂CA砂浆(MCAM)的以抗压强度和流动性为验证指标的正交试验,初步证明了机制山砂应用于CA砂浆中的可能性和各原材料之间的相适性。试验结果表明:"乌江"水泥与专用沥青乳液是相适的;对山砂CA砂浆28 d抗压强度影响因素由大到小依次为水泥、乳化沥青和山砂;水泥与乳化沥青的比值C/A值宜控制在0.6～0.7之间;山砂CA砂浆28 d抗压强度可以达到1.8 MPa以上,甚至达到3.0 MPa。     

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。     

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。     

机制砂与河砂混凝土30m T梁足尺模型混凝土性能对比试验研究

以"28 d龄期同强度等级"为目标优选配合比,开展了C50机制砂与河砂混凝土30 m T梁足尺模型试验,对比研究机制砂与河砂混凝土的力学性能、耐久性能、实体结构的抗裂性能。研究结果表明:机制砂混凝土通过优选配合比,具备不劣于河砂的良好的施工性能;机制砂混凝土比河砂混凝土在力学性能方面优势明显;机制砂混凝土的抗氯离子渗透性能及实体梁的抗裂性能与河砂混凝土相近;用机制砂配制的海工混凝土用于实体结构是可行性的。     

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.     

铁路工程预应力结构用机制砂混凝土性能研究

以梁体和轨道板用混凝土为研究对象,从工作性能、力学性能、耐久性能、收缩徐变性能等多方面对比研究了铁路工程预应力结构用机制砂混凝土和河砂混凝土的性能差异。结果表明:机制砂混凝土需掺加更多的减水剂和引气剂来达到与河砂混凝土相同的工作状态;石灰石粉的促进水化作用和机制砂的颗粒特性提高了机制砂混凝土早期抗压强度、抗折强度和弹性模量;石灰石粉的填充效应有利于提高混凝土密实度,降低混凝土离子扩散系数和电通量;机制砂混凝土抗冻性能满足梁体和轨道板的技术要求;机制砂混凝土收缩徐变的变化规律与河砂混凝土一致。     

远距离高泵程机制砂混凝土泵送施工技术

结合内昆线重点工程老煤洞特大桥的现场施工实践 ,对 C2 8机制砂混凝土的配制和远距离高泵程泵送技术进行了研究 ,并获得成功。这一试验研究的成功 ,不仅取得了良好的经济效益 ,而且解决了西南地区混凝土用砂缺乏的一大难题 ,同时也为河砂缺乏地区的工程建设开辟了新料源。     

折多山地区洞渣制备机制砂特性分析

针对川藏铁路沿线河砂较少,而建设用砂需求量巨大的问题,调研川藏铁路部分地区岩石特性及机制砂制备混凝土的情况,并于折多山地区对洞渣破碎骨料现场取样,试验测试骨料的基本参数,以便对后续川藏铁路建设提供技术支持。研究结果表明:折多山地区洞渣固废粗集料、细集料各项指标均符合相关规范规定;洞渣破碎骨料制备机制砂筛孔为150μm时累计筛余率不足80%,未满足规范标准;岩石检测样本磨耗率为5.201%,砂率为10.6%,粉率为21.1%,MB值为0.5,符合工程使用标准;岩石云母含量超标,用于实际工程时需加以考虑。     

铁路工程高品质机制砂生产关键技术

为解决天然河砂资源短缺、市场上劣质机制砂质量无法满足铁路高性能混凝土用砂需求的问题,依托瓮马铁路建设,开展高品质机制砂生产技术研究,推动高品质机制砂在铁路工程特别是预应力混凝土构件中的应用。针对市场上机制砂普遍存在的级配不良、石粉含量超标、颗粒棱角多等质量问题,通过优选矿山、改进生产工艺、创新信息化质量检测手段,形成一套铁路用高品质机制砂生产工艺及质量控制应用成果,确保机制砂质量符合规范要求、性能稳定,并在瓮马铁路开展机制砂混凝土T梁和轨枕的试用,为高品质机制砂在铁路预应力混凝土构件中的应用提供实践案例。     

内马铁路机制砂轨枕C60混凝土配制及性能研究

针对"一带一路"建设工程肯尼亚内马铁路项目沿线缺乏河砂的现状,采用肯尼亚当地原材料,从胶凝材料体系优化、水胶比、粉煤灰掺量、砂率、机制砂石粉含量等角度对机制砂轨枕C60混凝土配合比进行研究,并采用优选配合比进行了轨枕试生产和轨枕静载试验。试验结果表明:采用机制砂可配制出满足现行铁路标准要求的轨枕C60混凝土;采用机制砂轨枕混凝土生产的轨枕外观质量良好;轨枕静载试验合格,枕中开裂荷载为139~149 kN,枕下开裂荷载为210~237 kN,具有一定富余,安全性较高。     

机制砂石粉含量对混凝土性能影响

通过对贵阳地区机制砂进行大量的配合比试配试验,根据机制砂石粉不同掺量从5%、10%、15%、20%、25%、30%掺入,在水胶比不变情况下分别试拌,察看混凝土和易性,并制取7 d、28 d、56 d强度试件、抗裂试件、抗渗试件,阐述混凝土工程中机制砂石粉含量对混凝土强度、和易性及耐久性的影响,从而得出该地区机制砂石粉含量的极限值。工程实践表明:通过选用反击破制砂设备,控制好砂中石粉含量,并采取措施保证混凝土的搅拌时间,减少坍落度的损失,这样机制砂中石粉对混凝土质量基本无影响;这提高了当地石材的利用,节省成本,提高效益。     

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。     

机制砂在铁路工程建设中的应用

从技术可行及经济合理两方面，对机制砂在工程中的应用作了简要论述，对缺砂地区的铁路建设有一定的指导作用。