時間:2023-03-21 17:15:31
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鋼纖維混凝土配合比設計的目的是將組成材料,即鋼纖維、水泥、水、粗細集料及外摻劑合理配合,使配制的鋼纖維混凝土能夠最大限度的滿足施工和工程使用要求。
(1)滿足公路橋梁抗壓強度和抗折強度要求,提高橋面的耐久性能;
(2)使配制的鋼纖維混凝土有較好的和易性,方便和滿足施工要求;
(3)充分發揮鋼纖維混凝土的特點,合理確定鋼纖維及水泥用量,最大限度地降低工程成本。
二、原材料質量要求
鋼纖維:表面應潔凈無銹無油,無粘結成團現象,保證鋼纖維與混凝土的粘結強度,尺寸和抗拉強度符合技術要求;單根鋼纖維絲的最低抗拉強度800N/㎜2,摻加量不超過70㎏/M3。
水泥:采用32.5級或42.5級普通硅酸鹽水泥。
碎石:應采用石質堅硬、清潔、不含風化顆粒、表面粗糙,近立方體顆粒的碎石。
細集料:宜采用天然中粗砂或機制砂。細集料的潔凈程度,天然砂以小于0.075㎜含量的百分比表示,機制砂以砂當量或亞甲藍值表示,其質量必須滿足規范的要求。
水:無污染的自然水或自來水。
外加劑:宜選用優質減水劑,對抗凍性有明確要求的鋼纖維混凝土宜選用引氣型減水劑。
三、鋼纖維混凝土配合比設計步驟
鋼纖維混凝土配合比設計與普通混凝土配合比設計一樣,一般采用計算法??砂聪铝胁襟E進行:
(1)根據強度標準值或設計值及施工配置強度提高系數確定試配抗壓強度和抗折強度。
(2)按試配抗壓強度計算水灰比,一般應控制在0.45-0.50之間??砂雌胀ㄋ嗷炷量箟簭姸取⑺鄻颂?、水灰比的關系式求得。
(3)根據試驗抗折強度,按規定計算鋼纖維體積率。一般體積率選1.0~1.5%。
(4)根據施工要求通過試驗確定單位體積用水量(摻用外加劑時應考慮外加劑的影響)。
(5)根據試驗確定合理砂率(現場應根據材料品種,鋼纖維纖維體積率,水灰比等適當調整),一般應控制在1.1-1.6%之間.
(6)按體積法計算材料用量確定試驗配合比。
(7)按配合比進行拌和物性能檢測,調整確定施工配合比。
四、鋼纖維混凝土的拌和
(1)必須使用滾動式混凝土拌和設備。當鋼纖維體積率較高,拌和物稠度較大時,應對拌和量進行控制,一般應不超過設備拌和量的60%。
(2)注意拌和料的投放順序,一般按水泥、鋼纖維、細集料、粗集料、水的順序進行,先進行干拌后再加水濕拌,同時,鋼纖維應分2-3次投放,保證鋼纖維在拌和機內不結團,不彎曲或拆斷。
(3)應根據拌和物的粘聚性、均勻性及強度穩定性要求通過試拌確定合理的拌和時間。先干拌后濕拌,一般按干拌時間不少于80秒,濕拌時間不少于100秒(總拌和時間必須控制在300秒以內)。
五、鋼纖維混凝土的施工與養護
(1)清除垃圾,清潔橋面,灑水濕潤,澆灑水泥漿(水泥漿可按重量比水:水泥=1∶1配制)。
(2)檢查橋面鋪裝鋼筋網片擺放位置的正確性及鋼筋網片的搭接情況。
(3)鋼纖維混凝土卸料后應用人工攤鋪找平,振搗密實,振平板粗平(不宜使用振動梁拉動找平),振平板每次重疊1/2。
(4)用鋼管提漿滾滾動碾壓數遍,使用提漿滾滾平提漿,避免鋼纖維外露。
(5)使用3米長鋁合金方尺從鋼模板一側向外刮平(精平),每次刮平時方尺應交叉1/3以上。
(6)鋼纖維初凝后人工拉毛處理,使橋面粗糙。
(7)混凝土完成初期可噴灑養生劑,噴灑均勻,表面無色差,初凝后使用土工布覆蓋灑水養生,保持土工布濕潤。土工布覆蓋養生7天,灑水養生14天。
(8)如果橋面鋪裝鋼纖維混凝土為C60時,因混凝土標號較高,水泥凝固快,應集中設備、人員突擊施工,力爭使鋼纖維混凝土從拌和到精平完成的時間控制在4小時以內。
六、鋼纖維混凝土質量控制
(1)鋼纖維的質量檢驗
一是鋼纖維的長度偏差不應超過標準長度的10%,每批次至少隨機抽查10根以上;
二是鋼纖維的直徑或等效直徑合格率不得低于90%,可采取重量法檢驗,每批次抽檢100根,用天平稱量,卡尺測其長度,要求得到的等效平均值滿足規定;
三是鋼纖維的抗拉強度檢驗,要求其抗拉強度不低于380MPA;
四是鋼纖維的抗彎拆性能,鋼纖維應能經受直徑3㎜鋼棒彎拆90°不斷,每批次檢驗不少于10根;
五是雜質含量,鋼纖維表面不得有油污,不得鍍有有害物質或影響鋼纖維與混凝土粘接的雜質。
(2)原材料的檢驗
必須滿足上述原材料的質量控制標準,應按照公路工程施工技術規范的要求進行檢驗。
(3)鋼纖維混凝土的檢驗
應重點檢驗鋼纖維混凝土的和易性、塌落度和水灰比等,同時必須現場目檢鋼纖維在混凝土的分布情況,發現有鋼纖維結團現象應延長拌和時間。
七、注意事項
(1)由于鋼纖維混凝土拌和時對水灰比的控制有嚴格要求,不宜在陰雨天氣或風力較大的條件下進行施工。應選擇晴好天氣時進行,遇雨必須停止施工,并及時使用土工布覆蓋尚未硬化的混凝土橋面,必要時可搭建臨時施工防雨棚,在防雨棚下盡快完成剩余作業。
(2)根據氣溫、風力大小及時調整鋼纖維混凝土拌和用水量,保證混凝土的和易性,建議施工時間應安排在氣溫不高于22℃時進行。
(3)氣溫較高或大風條件下應及時調整養生劑的噴灑量,噴灑養生劑后應及時覆蓋土工布,混凝土初凝后立即在土工布上灑水濕潤,防止橋面混凝土發生收縮開裂。
(4)在通行條件下橋梁加寬使用鋼纖維混凝土橋面鋪裝時,除做好現場施工保通外,由于舊橋車輛通行振動對橋面鋼纖維混凝土的開裂有很影響,建議將新舊橋橋面間保留30㎝寬暫時不做鋪裝,待新格面鋪裝完全成型后補做。
八、結束語
鋼纖維混凝土可以較好地解決普通混凝土難以解決的裂縫、耐久性等問題,對提高橋面的使用質量,延長橋面的使用壽命十分有利。在公路舊橋加固改造、橋面修補、橋梁缺陷修復等方面的應用會更加廣泛。
[摘要]鋼纖維混凝土克服了普通混凝土抗拉強度低、極限延伸率小、脆性等缺點,具有優良的抗拉、抗彎、抗剪、阻裂、耐疲勞、高韌性等性能,通過在橋面鋪裝中的應用,總結了鋼纖維混凝土施工方法,技術要求及有關注意事項,為鋼纖維混凝土的推廣應用提供了經驗。
[關健詞]鋼纖維配合比設計質量控制
參考文獻:
[1]鋼纖維混凝土結構與施工規程.中國工程建筑標準化協會標準.
關鍵詞:水泥,碎石基層,配合比設計理論、施工質量
中圖分類號:TU71文獻標識碼: A
前言
目前,我國的高速公路對面層的技術要求都較為嚴格,如要求采用玄武巖集料、優質改性瀝青、SMA路面等,然而要充分發揮其應有的作用,則還應當重視基層質量的提高,否則可能造成更大的浪費。半剛性基層作為主要的承重層,其材料性質和整體質量,對瀝青路面的使用性能和使用壽命有十分重要的影響。只有在優質基層的前提下,優質面層才能充分體現優越性。
一、水泥穩定碎石基層質量的重要性
近年來,我國高速公路的使用經驗表明,半剛性基層的設計,從設計厚度來看,特別是近10年來往往都具有較大安全儲備。然而,我國高速公路的現狀卻是早期破壞現象嚴重,這當中,由半剛性基層引起的荷載型裂縫和非荷載裂縫是重要原因之一。荷載型裂縫表現為局部路面產生網裂、形變,以及在行車道的輪跡帶上出現坑洞等:非荷載行裂縫則在最初往往形式上表現為單獨、較為規則,并且不影響承載能力。荷載型裂縫與基層整體性不好、不均勻性有關,而非荷載型裂縫則與基層材料的溫濕度變化有關,兩者都受施工質量的顯著影響。
反射裂縫,由于水分的滲透,降低基層與土基的承載力,從而加劇路面破壞,進而嚴重影響路面的使用性能,縮短使用壽命,這已成為半剛性基層路面結構的主要缺陷,也是造成高速公路瀝青路面早期損壞的重要原因之一。
本文通過實例對水泥穩定碎石配合比設計及施工對基層的質量的影響進行闡述。
二、工程概況
本項目全長38 km , 整體線路走向呈東西走向,途經微丘、重丘區, 地層以亞粘土、泥質巖、砂巖和粉砂巖為主。設計為雙向4 車道, 寬26 m , 路面結構20cm底基層+40cm基層+8 cmSUP-25 粗粒式瀝青下面層+6 cm SUP-20 中粒式中面層+4 cm SMA-13上面層。
三、配合比設計理論
1、本項目提出了全新的配合比設計方法:振動形型法,其是利用振動壓實儀,在與現場壓實機械相匹配的固定配重,振動頻率、振幅和振實時間條件下的水泥穩定碎石半剛性基層材料配合比設計方法。
1.1、振動成型法改變了現行的水泥穩定碎石基層設計方法對基層抗裂性能考慮不足,水泥穩定碎石混合料重型擊實法不能有效模擬基層實際施工環境,從而造成設計出的水泥穩定碎石混合料水泥劑量偏高,干密度偏小的缺點。
1.2、振動成型法包括“振動壓實試驗方法”和“振動壓實成型試驗方法”,前者主要對給定水泥劑量的水泥穩定碎石混合料在不同含水量時進行成型試驗,用于測算最大干密度及最佳含水量。后者主要用于對給定含水量和水泥劑量的水泥混定碎石混合料進行試件成型并進行水泥穩定碎石混合料的各項性能檢測。
2、振動成型法對集料的要求
2.1 碎石質量如下:
(1)壓碎值不大于25%;
(2)粗集料針片狀含量不大于15%
(3)水洗法集料中小于0.075含量粗集料不大于2%,細集料不大于15%
2.2 水泥
初凝大于3小時,終凝大于6小時,42.5水泥3天強度大于17mpa,
28天強度大于42.5mpa.
2.3 集料分檔
具體規格如下:
0~2.36mm、2.36~4.75,4.75~19mm、19~31.5mm,將細集料分成兩檔主要原因有:
2.3.1細料和粉料對水泥穩定碎石混合料質量有顯著影響,若細料和粉料含量控制不嚴,那么基層的開裂幾率大大增加。
2.3.2水穩混合料中0.6mm以下粉料含量較高時,基層收縮裂縫明顯增加。
2.3.3 2.36mm和4.75mm是水泥穩定碎石混合料設計中的關健篩孔,對混合料合成級配及整體性能影響較大,將4.75以下分成兩檔有利于控制細集料和粉料含量,同時也有利于優化混合料級配。
3、混合料級配
振動成型方將混合料設計成骨架密實型結構,減少細集料用量。
四、原材料質量控制
1、水泥。水泥作為集合料的一種穩定劑, 其質量對集料質量是十分重要, 施工時選用終凝時間較長, 標號較低的水泥。為使穩定土有足夠的時間進行拌和、運輸、攤鋪、碾壓以及保證其具有足夠的強度, 不應使用快凝水泥、早強水泥。按合同要求本標段使用425#普通硅酸鹽海螺緩凝水泥。
2、碎石。
材料出廠地:瀏陽市南方礦業有限公司(官渡礦場)
材料規格、質量:
1)、具體規格如下:
0~2.36mm、2.36~4.75,4.75~19mm、19~31.5mm
2)、碎石質量如下:
(1)壓碎值23%;
(2)粗集料針片狀含量12%;
(3)0.6以下顆粒的液限24,塑限指數8。
(4)0~4.75集料中小于0.075含量為9%。
五、施工過程控制
1、廠拌設備的選型。拌和設備的質量直接影響混合料拌和質量, 而拌和設備好壞的關鍵要看骨料、粉料、水等各種物料的配合比精度是否能夠得到保證, 本標段選用WBC600 型水穩拌和樓,該設備采用電磁調速控制系統, 能較好的保證各種物料的配合比, 且拌和均勻, 性能穩定。
2、嚴格控制水泥劑量。水泥劑量太小, 不能保證水泥穩定土的施工質量;而劑量太大, 既不經濟, 還會使基層的裂縫增多、增寬, 從而引起瀝青面層相對應的反射裂縫。所以, 必須嚴格控制水泥用量, 做到經濟合理, 精益求精, 以確保工程質量。
3、混合料的含水量控制。廠拌混合料現場, 每天由后場專職試驗人員在早上、中午、下午時間分別測定各種集料的含水量, 根據施工配合比設計的最佳含水量指標, 結合當天的氣溫、濕度、運距情況確定混合料拌和時的用水量。前場負責檢測壓實度的專職試驗人員, 在混合料攤鋪整型過程中應及時測定混合料的含水量, 及時指揮壓路機碾壓, 力求在最佳含水量條件下碾壓, 盡量避免由于含水量過大而出現“ 彈軟” 、“波浪” 等現象, 影響混合料可能達到的密度和強度,增大混合料的干縮性, 使結構層容易產生干縮裂縫;或由于含水量偏小使混合料容易松散, 不易碾壓成型, 也會影響混合料可能達到的密度和強度。所以只有嚴格按規范施工, 加強每一施工環節的質量控制, 才能保證施工質量。
4、混合料的運輸應避免車輛的顛簸, 以減少混合料的離析。在氣溫較高、運距較遠時要加蓋氈布, 以防止水分過量損失。
5、混合料攤鋪接縫的處理。接縫有縱向接縫和橫向接縫兩種, 當攤鋪機寬度足夠時, 整幅攤鋪時不存在縱縫接縫問題。當攤鋪機的攤鋪寬度不足時, 采用2 臺攤鋪機一前一后同步向前攤鋪混合料, 并一起進行碾壓, 這樣也可以避免縱向接縫。由于本標段結構物較多, 一般情況下都以兩結構物間為一施工段落, 避免了橫向接縫, 如有特殊情況需設置橫向接縫, 其處理方法是將攤鋪機附近及其下面未經壓實的混合料鏟除, 將已碾壓密實且高程和平整度符合要求的末端挖成一橫向垂直向下的斷面, 攤鋪機返回到壓實層的端部,用木墊板墊至虛鋪高度, 再攤鋪新的混合料, 繼續下一步施工。
6、混合料的壓實。混合料經攤鋪機攤鋪成型后, 即可用壓路機碾壓, 碾壓長度需根據施工現場的實際情況確定, 如果實測混合料的含水量高于最佳含水量, 且氣溫較低時可適當延長碾壓長度, 如果混合料已接近最佳含水量且溫度較高蒸發快時, 應縮短碾壓長度, 確保在最佳含水量時進行碾壓。壓實機械配制3臺30t振動壓路機,1臺27t輪胎壓路機。
7、混合料的養生。對已完成碾壓并經壓實度檢測合格后應立即進行養生, 不能延誤。養生可用不透水的塑料薄膜覆蓋或用濕砂覆蓋進行養生, 也可用瀝青乳液進行養生, 還可以在完成的基層上即時做下封層, 利用下封層進行養生,同時也可在已完成的混合料中直接灑水養生。按技術規范的規定養生期應不小于7 d , 在養生期間應由專人負責限制車輛行駛, 除灑水車外, 絕對禁止重型車輛行駛。本標段采用兩種方法養生, 加蓋塑料薄膜和灑水車進行養生。
結束語
根據振動成型設計出的水穩基層混合料,和以往混合料最大的區別在于粗集料用量增加,細集料明顯減少。并通過施工過程及原材料的控制,本項目水穩基層橫向裂縫幾乎沒有,項目完工通車兩年,瀝青路面幾乎沒有橫向裂縫,達到了最初的設計預期。
通過本項目,施工過程中嚴格控制原材料的質量,利用先進合理的配合比設計理論,嚴格按照規范組織施工,規范拌和、運輸、攤鋪、碾壓、養生等各個環節,保證組織管理到位,路面早期破壞還是可以得到改善。
參考文獻:
[1] 孫勇,鞠昌兵.水泥穩定碎石基層施工的質量控制和檢測[J]. 城市道橋與防洪. 2007(02)
[2] 潘兆平,黃曉明.水泥穩定碎石路面基層材料水泥劑量范圍試驗[J]. 南京建筑工程學院學報. 1998(04)
【關鍵詞】畢業(論文)設計 科研項目 創新素質 工作能力
【中圖分類號】G642.477 【文獻標識碼】A 【文章編號】1009-9646(2008)09(a)-0238-01
畢業(論文)設計是學生在大學里系統學習專業知識后,進行的具有總結性的工程、科研訓練,是學生綜合素質和工程實踐培養的全面提高階段。它是教學中最后的一個重要環節,是一種綜合訓練,要求學生運用在大學的幾年中所學的各門學科知識,在指導教師的帶領下獨立(或小組)完成規定的設計(研究)任務。這個教學環節能有效地培養學生的創新思維和創新能力,是高等學校培養合格人才的主要教學程序和教學手段。畢業(論文)設計成績的高低,不僅反映出學生對基礎理論、專業知識和基本技能掌握的程度,亦是評價學校教學質量的尺度之一。另一方面,學生即將走向社會,面臨實際工作的考驗和挑戰,畢業(論文)設計在某種意義上來說是縮小學校與工作崗位之間差距的一種不可或缺的手段。因此,畢業(論文)設計這一教學環節是加強學生創新素質和工作能力的綜合能力培養的重要途徑。
近年來,結合著科研項目的進行,讓本科畢業(論文)設計參與到項目之中,指導了多名機械專業本科生畢業論文。對在短短的三個月時間內指導學生完成論文,培養學生的科研能力,提高學生的綜合素質和知識應用能力等相關問題進行了思考和實踐探索。本文結合本科畢業(論文)設計與教師科研項目相結合培養學生創新素質和工作能力談一些體會和看法。
1 科學選題培養學生的創新意識
本科畢業(論文)設計作為大學教育最后一個實踐教學環節, 是學生對大學期間所學的基礎課和專業課知識進行綜合運用,為深化和拓寬專業知識,初步培養其科研思維和方法的重要實踐,培養科研訓練和科研能力的機會。所以通過畢業(論文)設計這一重要環節,可以大大提高學生的知識應用能力、實踐能力和綜合素質,是創新能力的培養與訓練。
作者指導的本科生畢業論文題目都是來源于所承擔的國家、自治區和學校的科學基金項目。針對學生掌握知識水平的情況,從這些科研項目中,在自己或碩士研究生所做的科研工作基礎上選擇提取合適的小題目給學生作為本科畢業(論文)設計題目,使學生的畢業(論文)設計成為自己科研課題中的一部分。這樣的論文課題具有很強的理論意義和實用價值,并具有一定的前沿性。如在進行國家自然科學基金項目“金剛石圓鋸片結構的動力失效研究”時,針對普通金剛石圓鋸片在鋸切時會產生刺耳難忍的噪音,隨著環保意識的增強,噪音控制已成為設計金剛石圓鋸片的重要指標,項目需要進行新型減振降噪鋸片的結構設計。針對學生已經學習了《現代設計方法》課程和部分學生選修了《ANSYS有限元軟件》課程。選題“降噪減振結構金剛石圓鋸片的有限元模態分析”,要求用ANSYS有限元軟件進行分析,尋找鋸片噪音控制的影響因素和變化規律以及降噪鋸片的合理結構參數。參加的學生對自己能親自參與高起點科研項目的研究總是感到興奮和自豪,有效的激發了學生的探索科學的積極能動性和培養學生的創新意識。
由于科研項目一般都是學科的前沿及與工程實際緊密聯系的問題,學生必須要在十六周的有限時間里完成課題,在具體實施選題的過程中,要注意題目難度和分量程度的掌握與本科生的知識和能力水平相適應,太難了時間有限不能完成、分量不夠達不到要求都會影響學生的論文質量,達不到培養學生能力和綜合素質的目的。因此選題要結合本科生的知識能力、創新技術和教師的科研項目綜合考慮,緊密結合專業培養方向,體現專業特點,堅持理論與實踐相結合,難度和工作量相適宜,針對不同的學生特點設計不同的題目,充分調動學生的主觀能動性,確保學生在有限時間內,運用所學習的理論知識和技能完成課題。
2 嚴謹開題培養學生的創新思維
確定題目后,在實施畢業設計(論文)教學環節之前,要將畢業(論文)設計的任務書發放到學生手中。任務書講述科研題目和畢業 (論文)設計題目的意義以及社會應用價值,畢業 (論文)設計環節中的專業知識和研究手段在相應領域中的應用和作用,講清課題的研究現狀和提出有關具體的要求,指定參考書和提供一些必要的參考文獻。讓學生對即將進行的課題研究有一定的感性認識,并要求學習相應的專業軟件。
學生拿到了任務書之后,還不應馬上進入具體的實施。對參考書和參考文獻要消化和理解,對研究的題目有更深入的認識,對題目的實施有可操作性的方案。因此安排3周的時間結合專業方向開展調研,同時教授學生進一步查閱與課題相關的資料和文獻,給出課題相關的關鍵詞等,如振動、躁聲、消音原理和模態分析等,利用網上資源進行文獻資料查閱。在檢索查閱整理和消化相關的參考資料和相關文獻的基礎上,對題目的實施方案的可行性、技術創新性進行論證,有所發現,有所創造,并提出比較詳細的技術路線和研究方法,寫出開題報告。經過開題報告這一環節,學生查閱文獻資料廣泛獲取信息,提出問題、擬定研究方案和設計方案,書面表達和口頭表述等能力在內的基本創新思維能力得到鍛煉和提高。
3 悉心指導培養學生的創新技能
學生做畢業(論文)設計的過程,是綜合應用所學的知識,訓練基本的科研能力,培養初步分析問題能力和解決問題的創新能力,這是一個循序漸進、由淺入深的過程。指導教師要悉心地指導學生,對學生研究過程出現的問題及時的給予點播和幫助,深化學生的專業知識,拓展學生的專業知識面,在實踐中讓學生掌握科研的一些最基本技能,通過正確的研究方法獲得研究結果,讓學生體會到如何把書本知識應用到課題實踐中,從而提高學生自身的綜合素質。如參加國家自然科學基金項目課題的學生根據改善基體結構,阻斷節塊與被切割材料間因摩擦和撞擊所產生的振動在基體上的傳播產生噪聲,使噪聲的產生、共鳴及反彈減弱的消音原理。在老師的指導和研究生的幫助下,根據以往的研究成果,學生們積極參與,對在鋸片基體上開阻尼細縫、空冷槽孔和非等間距節塊的特殊結構的金剛石圓鋸片,探討各種結構參數的影響,進行了多種結構參數因素影響的分析,并取得了階段性的研究成果,為減振降噪鋸片的結構設計提供理論依據。學生們通過項目的進行也掌握了一定的創新技能。課題組獲得授權的中國實用新型專利“多孔基體與非等弧長節塊復合結構的減振降噪金剛石圓鋸片”上也留下了學生們智慧的影子。
4 結語
經過幾年的實踐體會到, 將科研項目與畢業(論文)設計相結合, 學生整個畢業(論文)設計的環節可以切實地參與科學研究活動,增強了本科生的創新意識, 是促進本科生科研能力與創新能力培養的重要途徑之一, 組織得好可以做到教學與科學研究相互促進。
參考文獻
[1] 吳盤龍,李星秀,薄煜明.畢業設計與科研項目相結合培養學生創新能力[J].理工高教研究,2007年10月,第26卷,第5期.104~105.
關鍵詞:Superpave-13,SBS改性瀝青,配合比
我國從建設高等級公路以來瀝青路面的設計一直采用馬歇爾設計方法,其混合料類型的選擇一般是:采用空隙率小、不透水的連續級配瀝青混凝土AC型, AC型是一種密實型瀝青混凝土結構,其礦料級配按最大密實原則設計,屬于連續性級配,強度和穩定性主要取決于混合料的粘聚力和內摩阻力,因為結構密實、空隙率小,所以AC型路面的水穩定性較好。免費論文。但是,由于其表面不夠粗糙,耐磨、抗滑、高溫抗車轍等性能明顯不足,并且礦料間隙率也難以滿足要求,通常采用減少瀝青用量的方法來滿足間隙率的要求,這樣使瀝青路面的耐久性能降低,因此,AC型在高等級公路的上面層中已很少采用,主要用于中、下面層。鑒于以上原因,在S243省道句容段的路面設計中將原設計中AC型調整為superpave型。同時在上面層中采用SBS改性瀝青。
一、具體設計:
4cm superpave-13 (SBS改性瀝青)上面層
7cm superpave-20下面層
二、施工中的配合比設計及控制
Superpave瀝青混合料采用旋轉壓實儀成型試件,依據瀝青混合料初始、設計和最大旋轉壓實次數時的密實度以及在設計壓實次數時的空隙率、礦料間隙率、瀝青填隙率、填料與有效瀝青之比進行瀝青混合料的組成設計。它在瀝青混合料組成設計時首先依據石料的性質進行級配組成設計,然后再進行油石比的選擇。
在本工程中,生產配合比在施工現場完成,用生產配合比進行試拌,瀝青混合料的技術指標合格后鋪筑試鋪段(K8+160-K9+000)。免費論文。取試鋪用的瀝青混合料進行旋轉壓實檢驗、馬歇爾試驗檢驗和瀝青含量、篩分試驗,檢驗標準配合比礦料合成級配中,至少應包括0.075mm、2.36mm、4.75mm及公稱最大粒徑篩孔的通過率接近目標配合比級配值,并避免在0.3mm~0.6mm處出現駝峰。由此確定正常生產用的標準配合比。
在本工程中采用的Super-13型目標及生產配合比見表一
Super-13型目標及生產配合比表 表一
配合比 級 配 瀝青用量(%) 1# 2# 3# 4# 礦粉 目標配合比(%)
關鍵詞:Superpave-13,SBS改性瀝青,配合比
我國從建設高等級公路以來瀝青路面的設計一直采用馬歇爾設計方法,其混合料類型的選擇一般是:采用空隙率小、不透水的連續級配瀝青混凝土AC型, AC型是一種密實型瀝青混凝土結構,其礦料級配按最大密實原則設計,屬于連續性級配,強度和穩定性主要取決于混合料的粘聚力和內摩阻力,因為結構密實、空隙率小,所以AC型路面的水穩定性較好。免費論文。但是,由于其表面不夠粗糙,耐磨、抗滑、高溫抗車轍等性能明顯不足,并且礦料間隙率也難以滿足要求,通常采用減少瀝青用量的方法來滿足間隙率的要求,這樣使瀝青路面的耐久性能降低,因此,AC型在高等級公路的上面層中已很少采用,主要用于中、下面層。鑒于以上原因,在S243省道句容段的路面設計中將原設計中AC型調整為superpave型。同時在上面層中采用SBS改性瀝青。
一、具體設計:
4cm superpave-13 (SBS改性瀝青)上面層
7cm superpave-20下面層
二、施工中的配合比設計及控制
Superpave瀝青混合料采用旋轉壓實儀成型試件,依據瀝青混合料初始、設計和最大旋轉壓實次數時的密實度以及在設計壓實次數時的空隙率、礦料間隙率、瀝青填隙率、填料與有效瀝青之比進行瀝青混合料的組成設計。它在瀝青混合料組成設計時首先依據石料的性質進行級配組成設計,然后再進行油石比的選擇。
在本工程中,生產配合比在施工現場完成,用生產配合比進行試拌,瀝青混合料的技術指標合格后鋪筑試鋪段(K8+160-K9+000)。免費論文。取試鋪用的瀝青混合料進行旋轉壓實檢驗、馬歇爾試驗檢驗和瀝青含量、篩分試驗,檢驗標準配合比礦料合成級配中,至少應包括0.075mm、2.36mm、4.75mm及公稱最大粒徑篩孔的通過率接近目標配合比級配值,并避免在0.3mm~0.6mm處出現駝峰。由此確定正常生產用的標準配合比。
在本工程中采用的Super-13型目標及生產配合比見表一
Super-13型目標及生產配合比表 表一
配合比級 配瀝青用量(%)
1#2#3#4#礦粉
目標配合比(%)
52133144.7
生產配合比(%)2518193234.7
瀝青性能整套檢驗,各施工單位和駐地監理組工地試驗室按蘇高技(2004)203號《關于進一步明確高速公路瀝青路面原材料檢測項目和檢測頻率的通知》規定對到場瀝青進行檢測,并留樣備檢。
三、施工中瀝青混合料的溫度控制
由于在本工程的上面層superpave-13的瀝青混合料中采用了SBS改性瀝青,而SBS改性瀝青混合料的施工溫度要求較高,SBS瀝青比普通瀝青的溫度要提高15~20°C,因此在路面施工時攤鋪溫度控制在160°C,前兩車出料溫度提高5°C。運輸車必須加蓋篷布或其它保溫材料,防止結合料表面結硬,為確保攤鋪連續以及平整度大小符合技術規范要求,必須保證攤鋪機前至少有兩輛車等待卸料,決不能出現攤鋪機等料的現象。施工中具體的各工序溫度控制指標見表二。
瀝青混合料的施工溫度℃ 表六
混合料出廠溫度正常范圍165℃-185℃ 超過190℃者廢棄
混合料運輸到現場溫度不低于165℃
攤鋪溫度不低于160℃
開始碾壓混合料內部溫度不低于150℃
碾壓終了表面溫度90℃~100℃
三、施工中的碾壓控制
對于上面層superpave-13瀝青混合料使用了SBS改性瀝青,適宜的碾壓溫度范圍是130~150°C,最終碾壓溫度不低于110°C。在本工程中,上面層瀝青混合料的壓實工藝本著“緊跟、慢壓、高頻、低幅”進行,壓路機必須緊跟攤鋪機的后面,如在高溫條件下碾壓可取得更好的效果,壓實速度控制在4~5km/h。碾壓速度均衡,倒退時關閉振動,方向要逐漸地改變,不許擰著彎行走,在每一道碾壓起點或終點可稍微扭彎碾壓,消除碾壓接頭輪跡。決不允許在新鋪瀝青混合料上轉向、調頭、左右移動、突然剎車或停車休息。改性瀝青路面碾壓,不宜用膠輪壓路機。我們通過做實驗段,確定的壓實工藝為:英格索蘭DD110初壓1遍,戴納派克CC722或DD130壓路機中、低檔各碾壓2遍,即高頻低幅振動碾壓2遍,DD110終壓2遍。特別注意:施工時若發現壓路機粘輪時,用洗衣粉水處理效果較好。
四、施工接縫的處理
(1)本工程中,采用兩臺攤鋪機攤鋪,縱向接縫采用熱接縫,即施工時將已鋪混合料部分留下10~20cm寬暫不輾壓,作為后鋪部分的高程基準面,然后再跨縫碾壓以消除縫跡。上下面層縱縫錯開15cm以上
關鍵詞:再生混凝土,建筑設計,混凝土配合比
0.引言
將再生混凝土高性能化,開發商品混凝土,可極大地推廣再生混凝土在工程中的應用。高性能混凝土是以耐久性能為主要指標。目前業界還沒有統一、明確的定義,但大多數學者認為其是一種應該保證拌合物的高工作性、硬化后的高強度以及使用過程中優良的耐久性等特點的混凝土。
1.當前高性能再生混凝土的途徑
采用優選的材料,如高效減水劑,優質骨科,高強度水泥,高活性混合材;設計合理的配合比,如較小水膠比,選擇合理砂率,減小用水量等。由于廢棄混凝土來源不一,導致再生骨料質量參差不齊,因而很難保證骨料的優質性能。本文將主要通過后一種途徑結合再生混凝土的配制技術,通過摻加高活性混合材和高效減水劑初步配制出了工作性良好,強度達到60MPa的高性能再生混凝土。
2.試驗
2.1原材料
(1)骨料粗骨料全部采用長治市城市道路改建的廢棄混凝土骨料(WCA),吸水率為9.15%,粒徑為5~25mm,級配良好;細骨料采用本地人工砂,細度模數為2.8吸水率為4%。(2)水泥(C)和水(W)水泥采用山化天脊生產的42.5R普通硅酸鹽水泥,混凝土攪拌和養護用水為長治市飲用自來水。科技論文。(3)粉煤灰(FA)采用漳澤電廠產的Ⅱ級粉煤灰,細度為5090cm2/g。(4)減水劑采用荼系高效減水劑FDN。
2.2配合比設計
2.2.1理論依據
HP再生混凝土配合比設計的理論依據是在配制再生混凝土技術的基礎上,通過HPC的配制技術進行修正。HPC配合比的參數主要有水膠比、漿集比、砂率和高效減水劑摻量。(1)水膠比(W/B,其中B為膠凝材料用量,包括水泥C、粉煤灰FA用量之和)低水膠比是HPC的配制特點之一??萍颊撐?。為達到混凝土的低滲透性以保證其耐久性,無論設計強度是多少,HPC的水膠比一般都不能大于0.40,以保證混凝土的密實。(2)漿集比水泥漿和集料的比例為漿集比。根據經驗,高性能混凝土中膠凝材料總用量應不超過550kg/m3,并隨混凝土強度等級下降而減少,為了保證高性能混凝土的耐久性,膠凝材料總用量也不能低于300kg/m3。根據國內外有關研究報告和工程實踐資料,建議配制C50~C70的高性能混凝土,可單獨摻加15%~30%的優質粉煤灰或20%~50%礦渣代替水泥;配制C80以上的混凝土,可用5%~10%的硅灰和15%~35%的優質粉煤灰或礦渣混合摻入。(3)高效減水劑摻量高效減水劑的摻量要根據混凝土坍落度來確定。一般情況下,用量越大,坍落度增加越高,但超過一定量后效果不再顯著,也不經濟。高效減水劑均有其最佳摻量,大多數在1%~2%之間。(4)砂率一般而言,隨著混凝土砂率的增加,強度呈增長的趨勢,而彈性模量則呈下降趨勢。高性能混凝土的砂率可根據膠凝材料總用量,粗細集料的顆粒級配及泵送要求等因素來選擇。
2.2.2試件制備
為了研究HPRAC的特性,本試驗對比配制了兩個系列的配合比,分別為RAC和HPRAC.其中HPRAC配合比設計是在RAC配合比的基礎上,保證骨料總用量和膠凝材料總用量相同,通過調節水膠比和合理砂率以及摻入高效減水劑獲得的。再生骨料取代率為100%
3.試驗結果分析與討論
3.1拌合物工作性能
為了保證施工的方便和混凝土的澆灌質量,新拌混凝土拌合物必須具有良好的工作性能,因此在混凝土澆注成型之前對新拌混凝土拌合物進行了坍落度的測試。
在相同骨料總用量和膠凝材料總用量的各組中,HPRAC的坍落度比RAC的坍落度值要大得多,且都達到180mm以上,即均達到了高性能混凝土高流動性的工作性能要求,這是由于前者采用了合理砂率并且摻入了粉煤灰和高效減水劑,顯著改善了混凝土拌合物的和易性。因此,通過適當的途徑,如在配制再生骨料混凝土時摻入粉煤灰、礦渣粉等微細礦物摻料和加入高效減水劑,再生骨料混凝土完全可以獲得良好的工作性能,實現高性能化,并滿足泵送商品混凝土的要求。
3.2抗壓強度
混凝土的立方體抗壓強度fcu采用150 mm×150 mm×150 mm的立方體試件,試驗測試按照《普通混凝土力學性能試驗方法標準》(GB/T50081-2002)進行。試驗顯示HPRAC的受壓破壞過程和破壞形態與RAC的裂紋發展規律和破壞形態基本相同,HPRAC的立方體受壓破壞基本為界面破壞,幾乎未見到骨料破壞。
通過降低水膠比以及摻入粉煤灰后,在相同骨料總用量和膠凝材料總用量的各組中,HPRAC的立方體28d抗壓強度值比RAC要有顯著的提高,且均達到了60Mpa左右,即基本達到了高性能混凝土高強度的要求??萍颊撐摹K冶仁怯绊懟炷翉姸鹊闹饕蛩?。
隨著水灰比的減小,再生混凝土強度逐漸增大,這一點與普通混凝土相似。此外,礦物摻合料(本試驗為粉煤灰)在常溫下能與硅酸鹽水泥漿中的氫氧化鈣發生反應,生成附加的水化硅酸鈣,使孔隙率顯著降低,從而提高混凝土的強度和耐久性。
3.3抗壓彈性模量
彈性模量是材料變形性能的主要指標,彈性模量的測試采用150 mm×150 mm×300 mm的棱柱體試件,在試件兩側高度的中線上對稱安裝2個千分表來測量試件兩側的變形,測量標注為100 mm,加載裝置采用200 t壓力機,混凝土的靜力受壓彈性模量Ec按照《普通混凝土力學性能試驗方法標準》(GB/T50081-2002)進行。
HPRAC的彈性模量值比相應的RAC彈性模量值有一定程度的提高?;炷恋膹椥阅A恐饕獩Q定于骨料種類和混凝土強度等級。密實的骨料具有高彈性模量。通常,混凝土中的高彈性模量粗骨料用量越高,混凝土的彈性模量越大。本試驗中,再生骨料的孔隙率大,骨料彈性模量低,因此再生骨料用量越少,混凝土的彈性模量值越大。
4.結語
采用常規的材料,通過調節水膠比和合理砂率以及摻入粉煤灰、礦渣粉等微細礦物摻料和加入高效減水劑,可以使再生骨料混凝土獲得良好的工作性能,實現高性能化,其坍落度能滿足泵送商品混凝土的要求。高性能再生骨料混凝土的彈性模量值比普通再生混凝土提高不明顯。
參考文獻
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關鍵詞:粉煤灰,混凝土,性能,配合比
隨著我國建筑科學技術的發展及近年來混凝土的高強化和高性能化,礦物細摻料已成為制備高性能混凝土必不可少的組分之一,其中,粉煤灰是一種具一定物理性質和經濟效益的材料。而我國目前煤灰的年排放量為 3億噸,因此積極推動粉煤灰的綜合利用,可獲得巨大的社會效益和經濟效益.
1.粉煤灰的三大效應及其對混凝土性能的影響
根據文獻資料,粉煤灰在混凝土中發揮作用主要依靠三大效應:即形態效應, 活性效應,微集料效應。此三項效應主導著粉煤灰對混凝土性能的影響,此三項效應主導著粉煤灰對混凝土性能的影響,其他作用大多源于這三項效應。
形態效應是指粉煤灰的顆粒形狀、細度、級配等物理特性的綜合作用,在新鮮混凝土的和易性、需水量、含氣量等性能方面有顯著的影響。一般情況下,級配合理,顆粒形態良好的粉煤灰,會降低混凝土集料的空隙率,同時由于其細微顆粒在混凝土中起一定的作用。相反,顆粒形態不良的粉煤灰,通常含有雜質煤并且結構疏松,其顆粒形態不良,表面粗糙,致使混凝土單方用水量的增大。形態效應較差的粉煤灰在早期混凝土的硬化過程中使水化反應遲緩,故而骨料周圍的間隙不能夠充分填實。
活性效應是指粉煤灰的火山灰效應。據資料表明,粉煤灰中有些成份具有膠凝作用。粉煤灰的活性效應,主要影響到混凝土的強度,尤其是長齡期的強度。因此,混凝土的設計齡期應采用較長齡期。粉煤灰混凝土的強度主要是要求28天齡期與基準混凝土等強度。試驗表明,與基準混凝土等強度的28天齡期的粉煤灰混凝土的其他性能,基本上與同齡期的基準混凝土接近?;谏鲜龅幕钚孕脑囼灡砻鳎@種28天齡期等強度的粉煤灰混凝土處于非成熟期,其后期強度潛力巨大。粉煤灰混凝土 90~180天齡期的后期強度可提高 25%~30%;180天~360天齡期的強度可能增長55%~70%。若按后期強度設計,采用添加粉煤灰的混凝土可節約20~50kg/m3水泥用量。
微集料效應是指粉煤灰玻璃微珠分散于混凝土中,起微細骨料的作用,對新鮮混凝土與硬化混凝土均產生影響。粉煤灰的形態效應和微集料效應,共同對新鮮混凝土的和易性、泌水性產生一定影響 ,在硬化混凝土中,玻璃微珠在混凝土中起到骨架的作用 ,同時因其表面的水化凝膠與其緊密結合,強度遠遠超過凝膠與普通骨料,即微集料效應。
2.粉煤灰摻量對混凝土徐變的影響及機理分析
據文獻資料,粉煤灰的摻加明顯抑制高性能混凝土的徐變。在水膠比不同的情況下 ,粉煤灰的對混凝土徐變的抑制程度與影響規律也明顯不同。論文格式??偟膩碇v,水膠比為0.3左右時,大體上趨勢是隨著粉煤灰摻量越大,其抑制混凝土徐變的能力越強。試驗表明,粉煤灰摻量為35%時是最佳摻量,但是因舊規范所限,導致最終摻量一直限為30%。考慮粉煤灰的最大摻量問題,應當在考慮粉煤灰的形態效應的同時,考慮其火山灰活性效應。粉煤灰的最大摻量及最佳摻量的確定依據,應當由混凝土所要求的性能及環境、使用年限所決定。
粉煤灰摻量和水膠比影響混凝土徐變的機理為:粉煤灰顆粒的彈性模量較高 ,因此可通過發揮微集料效應抑制混凝土的徐變,但微集料效應的發揮程度與粉煤灰和基體界面結合情況有密切關系。水膠比越小,界面結合情況越好,粉煤灰抑制混凝土徐變的能力越強;水膠比較大時,粉煤灰與基體界面結合情況變差。粉煤灰摻量較高時此種效應更加明顯。
3.粉煤灰摻量對混凝土的宏觀作用
3.1增強混凝土的耐久性
粉煤灰的應用,提高了混凝土的密實性,減少了骨料與膠合材料間的收縮變形,同時粉煤灰的摻入減少了水泥用量,從而減少水泥水化過程中的硬化收縮,這對混凝土的抗裂性非常有利。粉煤灰二次水化的產物填充了混凝土的毛細孔,減少了混凝土中的游離水的數量,阻斷了泌水路線。這就大大減小了因泌水和水分蒸發引起的失水收縮。粉煤灰的摻入改善了混凝土中砂子級配,填充混凝土的部分空隙,提高混凝土的密實度,從而增強了混凝土的抗滲性,最終使得混凝土的耐久性得到提高。
3.2提高混凝土的強度
粉煤灰的活性是在堿性環境下產生的,它的水化速度比水泥慢,而粉煤灰和水泥水化后產生的氫氧化鈣反應形成硅酸鈣凝膠,改善了水泥石和粗骨料間的界面結構,消耗了強度和穩定性都較差的氫氧化鈣,提高了混凝土的強度。再者,粉煤灰水化速度較慢,使得水泥的水化更充分。粉煤灰水化產生水,促進水泥繼續水化,從而進一步提高了混凝土的強度。為解決粉煤灰混凝土早期強度低的問題,可以同時加入粉煤灰和活性較強的的磨細礦渣粉,兩者在混凝土強度發展上可互補,能適當提高粉煤灰混凝土早期強度低。
3.3改善混凝土的流動性
粉煤灰俗稱飛灰,即燃煤電廠煙囪中灰塵,經過高溫燃燒后極速冷卻的過程中形成表面光滑的球狀玻璃體,具有很大的活性。主要化學成分氧化鋁、氧化硅,在堿性環境下極易生成凝膠,水泥水化過程產生的氫氧化鈣提供了少細骨料對運輸管壁的摩擦。粉煤灰對水泥顆粒起到物理分散作用,使它們分布的更均勻,阻止了水泥顆粒的粘聚。微觀環境以球狀玻璃體狀體現出來的粉煤灰填充了骨料的空隙并包裹它們形成層,故而改善了混凝土的流動性。粉煤灰可以明顯減少塌落度損失,滿足混凝土運輸澆筑的要求。論文格式。
4. 現行粉煤灰混凝土配合比設計的修正
據有關文獻,當配制大體積混凝土時,粉煤灰混凝土配合比設計采用超量取代法;當改善混凝土的和易性時,可采用外加法。論文格式。此類方法在實際工作中簡單易行,卻不能正確反映混凝土中粉煤灰摻量的內在規律。超量取代法的實質,是將粉煤灰看作一種膠凝材料,而外加法的實質,則是將粉煤灰當作細骨料使用。粉煤灰在混凝土中,綜合發揮著三種效應,故粉煤灰絕不等同于水泥,也絕不相當于細骨料,所以目前這種配合比設計的思想存在明顯缺陷。
進行配合比設計時,可按照傳統配合比設計得出一個符合規范要求的基準混凝土配合比,然后選取一個取代系數,重新計算水泥和細骨料的體積,通過試拌、調整得出最終配合比。
總之,粉煤灰混凝土的應用潛力巨大,要從理論根本上解決粉煤灰混凝土的應用和理論配合比問題,必須對其進行系統的理論探索、試驗分析、經驗積累、探索改進,進而尋找適合我國實際施工情況的粉煤灰混凝土的簡單快速的配合比方法。
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關鍵詞:再生混凝土,再生骨料
本試驗采用顎式破碎機將廢棄混凝土破碎得到再生骨料,然后再用篩子把細顆粒(粒徑<5mm)和粗顆粒(粒徑≥5mm)分開。細顆粒因吸水率過高等因素的影響,目前還未找到合適的回收再利用途徑,因此本文僅對再生粗骨料作相關研究。作對比的天然粗骨料為南寧某采石場生產的碎石,砂子為邕江河砂(細度模數為2.8)。
2.2再生骨料工程技術指標的測定
由于目前再生骨料尚無統一的試驗方法,本試驗以《建筑用卵石、碎石(GB/T14685-2001)》依據,檢測粗骨料的級配、粒徑、表觀密度、松散堆積密度、吸水率、壓碎指標等工程技術參數。論文參考。
表1 骨料的基本性能
天然粗骨料 再生粗骨料 細骨料
粒徑(mm)5~37.55~37.5<5
表觀密度(kg/m3) 2692.12615.2 2660.3
松散堆積密度(kg/m3)1469.31285.3 1610.0
松散空隙率(%)45.450.9 39.5
緊密堆積密度(kg/m3) 1586.81445.6 --
緊密空隙率(%) 41.144.7 --
吸水率(%)1.025.46--
壓碎指標(%) 10.817.8--
針片狀顆粒含量(%) 9.13.7--
3、試驗結果與分析
3.1再生粗骨料的表面特征及針片狀顆粒含量
如圖1與圖2所示,再生粗骨料的外形介于碎石與卵石之間,大部分再生粗骨料顆粒表面附著部分廢舊砂漿,少部分為廢舊砂漿完全脫離的原狀顆粒,還有很少一部分為廢舊砂漿顆粒。
從表1可以看到,再生粗骨料的針片狀顆粒含量為3.7%,天然粗骨料的針片狀顆粒含量為9.1%。骨料中的針片狀顆粒不僅本身受力時易折斷,而且含量較多時會增大骨料的空隙率,使混凝土拌和物和易性變差,同時降低混凝土強度。因此,單就針片狀顆粒含量來說,再生粗骨料優于天然粗骨料。
圖1 再生骨料圖2 碎石
3.2再生粗骨料的顆粒級配和粒徑
再生粗骨料的篩分析試驗結果如表2所示。從表中可看出:(1)機械生產出來的再生粗骨料的顆粒級配既不滿足連續粒級要求,也不滿足單粒級的要求。因此,要想獲得最佳級配,就必須用標準篩將剛生產出來的骨料進行分級,把各粒徑范圍的骨料分開,使用時再根據不同需要將骨料混合,使之滿足規范要求。(2)盡管篩分試驗前已把粒徑小于5mm的顆粒篩除,但經過震篩機進行篩分試驗后,仍有5.82%的細顆粒(粒徑<4.75mm)產生,其原因之是機械破碎法得到的再生骨料內部存在大量的微裂縫,在震篩機的振動下,骨料在微裂縫處出現應力集中,導致骨料顆粒從裂縫處分解;原因之二為附著在再生粗骨料表面的廢舊砂漿,當其附著面積較小時,在震篩機的振動過程中,有可能從骨料顆粒中分離出來,形成細粒和粉粒。根據這一特點,在再生粗骨料使用前可采用振動等方法促使含有微裂縫的骨料顆粒分解,減少含有微裂縫的骨料顆粒,這是提高再生混凝土抗壓強度的途徑之一。論文參考。(3)中等粒徑顆粒較多。從本試驗看,粒徑為16mm的顆粒最多,占到試樣總質量的31.89%,31.5mm、19mm、9.5mm顆粒的含量基本相當。當然這一結論可能僅適用于本例,因為再生粗骨料的粒徑與原混凝土(即母材)中的天然骨料粒徑有很大的關系。論文參考。此外,破碎機械的工作方式也會影響骨料的粒徑。
表2 再生粗骨料的篩分試驗結果表
徑(mm)篩余量(kg)分計篩余(%)累計篩余(%)
53.00.0000.000.00
37.50.6458.068.06
31.51.08213.5321.59
19.01.41617.7039.29
16.02.55131.8971.18
9.51.40517.5688.75
4.750.4355.4494.19
2.360.0260.3394.51
篩底0.4395.49100.0
3.3再生粗骨料的壓碎指標值
從表1可知,再生粗骨料的壓碎指標值高于天然粗骨料,這主要是由于再生粗骨料顆粒表面附著的砂漿在壓力的作用下,從骨料表面剝離出來,使得其壓碎指標值增大。
3.4再生粗骨料的表觀密度、堆積密度、空隙率
從表1中我們可以看到,再生粗骨料的表觀密度、松散堆積密度、緊密堆積密度、松散空隙率和緊密空隙率均低于天然骨料。出現上述結果,可能是再生骨料表面包裹著相當數量的水泥砂漿,表面粗糙、棱角較多,由于水泥砂漿孔隙率大,再加上混凝土塊在解體、破碎過程中由于損傷積累使再生骨料內部存在大量微裂紋,從而導致再生骨料的密度偏小,空隙率偏大。
3.5吸水率
骨料的吸水率是反映骨料顆粒密實程度和質量的一個重要指標,吸水率越小,表示骨料顆粒越密實,質量越好[2]。從表1的試驗結果來看,再生骨料的吸水率比天然骨料高出了4.44個百分點。其主要原因是再生骨料中水泥砂漿含量較高,再加上機械破碎中造成損傷積累使再生骨料內部存在大量微裂紋,使再生骨料孔隙率高,吸水性能較強。
3.6再生混凝土的抗壓強度
為了比較再生混凝土和普通混凝土在抗壓強度等方面的差異,本文以《普通混凝土配合比設計規程(JGJ55-2000)》為依據,完成了10個配合比的設計,分為RC-Ⅰ和RC-Ⅱ兩個配合比系列,試塊采用邊長為150mm的立方體試塊,水泥為古廟P.O.42.5普通硅酸鹽水泥。兩系列配合分別以RC-Ⅰ-00和RC-Ⅱ-00作為基準配合比,在其它條件不變的情況下,用再生粗骨料部分或全部取代基準配合比中的天然骨料(即碎石),混凝土配合比編號的最后兩位數字為再生粗骨料取代率(RCA占粗骨料總量重量百分比),如RC-Ⅰ-30是將RC-Ⅰ-00中30%的天然粗骨料用相同質量的再生粗骨料代替。各混凝土配合比與坍落度及抗壓強度試驗結果見表3。
表3 混凝土配合比與坍落度及抗壓強度試驗結果
編號配合比(Kg/m3) 坍落度(cm) 7d抗壓強度 28d抗壓強度
W:C:S:G:RCA (Mpa) (Mpa)
RC-Ⅰ-00 185:330:754:1131:06522.333.7
RC-Ⅰ-30 185:330:754:791.7:339.359 21.428.7
RC-Ⅰ-50 185:330:754:565.5:565.545 20.727.3
RC-Ⅰ-70 185:330:754:339.3:791.733 19.725.7
RC-Ⅰ-100 185:330:754:0:113118 18.824.9
RC-Ⅱ-00 185:430:643:1142:057 33.843.1
RC-Ⅱ-30 185:430:643:799.4:342.6 50 29.138.2
RC-Ⅱ-50 185:430:643:571:57142 29.436.2
RC-Ⅱ-70 185:430:643:342.6:799.4 35 25.533.8
RC-Ⅱ-100 185:430:643:0:11421524.130.9
由表3可以看到,兩系列混凝土的坍落度隨著再生骨料取代率的增大都表現出降低的趨勢。出現以上情況可能是再生粗骨料的吸水率比天然粗骨料高,在拌制過程中,再生粗骨料吸入大量的拌合用水,導致實際拌合水減少,從而影響到混凝土拌和物的坍落度。因此,在實際應用中應考慮再生粗骨料的吸水特性,在拌制過程中適當補充了拌合水[3],使坍落度能增加到滿足施工要求。
由表4可看出,當再生粗骨料取代率分別為30%、50%、70%和100%時,再生混凝土的強度均低于同齡期的普通混凝土,而且強度降低的程度隨再生粗骨料取代率的增加而增加。再生混凝土抗壓強度低于普通混凝土的原因可能是再生粗骨料生產過程中骨料內部出現了累積損傷[1],在壓力作用下,骨料損傷部位出現應力集中,這一特點會加速混凝土試塊的破壞速度;原因之二可能是再生骨料的表面環境不利于水泥石和再生骨料間粘結強度的發展,再生粗骨料與新舊砂漿之間存在的粘結較為薄弱,這也會使再生混凝土的強度降低。
4、結論
本文以《建筑用卵石、碎石(GB/T14685-2001)》為依據,測定再生粗骨料的工程技術參數,設計并完成10個混凝土配合比試驗,最后進行立方體試塊抗壓強度試驗,通過對比分析,得出:
(1)再生粗骨料的外形介于碎石與卵石之間,與天然粗骨料相比,其針片狀顆粒含量較少,這一特點可減少骨料的空隙率,同時提高再生混凝土的抗壓強度。
(2)與天然粗骨料相比,再生粗骨料的表觀密度和堆積密度小,而空隙率大。為獲得最佳顆粒級配,再生粗骨料應用于混凝土前,應先過篩分級;使用時根據連續粒級或單粒粒級的技術要求將不同粒徑范圍的骨料顆粒均勻混合。
(3)再生粗骨料的壓碎指標值原高于天然粗骨料,也就是說再生粗骨料抵抗受壓碎裂的能力比天然粗骨料弱,這是影響再生混凝土抗壓強度的因素之一。
(4)再生骨料的吸水性能對再生混凝土拌和物的工作性能影響很大,再生混凝土配合比設計時應考慮骨料吸水率。
(5)再生混凝土強度與再生骨料的摻量密切相關,抗壓強度隨再生骨料取代率的增大而降低。因此,工程應用時應根據實際情況,通過配合比試驗選用合適的再生骨料摻量,以便獲得相應的強度。
(6)符合《建筑用卵石、碎石(GB/T14685-2001)》要求的再生粗骨料用于配制混凝土是可行的。
參考文獻
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關鍵詞:混凝土工程,施工控制,骨料
0.前言
混凝土由于自身的特殊性能在現代土建工程上發揮著重要作用。其特殊性能體現在:具有較高的強度及耐久性;混凝土拌制物具有可塑性;能與鋼筋牢固的結合成堅固、耐久、抗震且經濟的鋼筋混凝土結構。但是混凝土材料品質及配合比質量的波動以及混凝土輸送、澆筑。
1.混凝土強度及主要影響因素
1.1混凝土質量指標
混凝土質量的主要指標之一是抗壓強度,從混凝土強度表達式不難看出,混凝土抗壓強度與混凝土用水水泥的強度成正比,按公式計算,當水灰比相等時,高標號水泥比低標號水泥配制出的混凝土抗壓強度高許多。
所以混凝土施工時切勿用錯了水泥標號。另外,水灰比也與混凝土強度成正比,水灰比大,混凝土強度高,水灰比小,混凝土強度低,因此,當水灰比不變時,企圖用增加水泥用量來提高溫凝土強度是錯誤的,此時只能增大混凝土和易性,增大混凝土的收縮和變形。要控制好混凝土質量,最重要的是控制好水泥和混凝土的水灰比兩個主要環節。加強原材料管理,混凝土材料的變異將影響混凝土強度。
1.2水泥的質量控制
水泥品種較多,按用途和性能分為通用水泥、專用水泥及特種水泥。通用水泥主要用于一般土建工程。包括硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤硅酸鹽水泥以及復合硅酸鹽水泥。在使用水泥的時候必須區分水泥的品種及強度等級掌握其性能和使用方法,根據工程的具體情況合理選擇與使用水泥,這樣既可提高工程質量又能節約水泥。
在施工過程中還應注意以下幾點:運到工地的水泥,應按標明的品種、強度等級、生產廠家和出廠批號,分別儲存到有明顯標志的倉庫中,不得混裝;水泥在運輸和儲存過程中應防水防潮,已受潮結塊的水泥應經處理并檢驗合格方可使用;水泥庫房應有排水、通風措施,保持干燥。堆放袋裝水泥時,應設防潮層,距地面、邊墻至少30cm,堆放高度不得超過15袋,并留出運輸通道。
1.3骨料的質量控制
粗骨料對混凝土強度也有一定影響,當石質強度相等時,碎石表面比卵石表面粗糙,它與水泥砂漿的粘結性比卵石強,當水灰比相等或配合比相同時,兩種材料配制的混凝土,碎石的混凝土強度比卵石強。因此我們一般對混凝土的粗骨料控制在3.2Cm 左右,細骨料品種對混凝土強度影響程度比粗骨料小, 因此,砂石質量必須符合混凝土各標號用砂石質量標準的要求。由于施工現場砂石質量變化相對較大,因此現場施工人員必須保證砂石的質量要求,并根據現場砂含水率及時調整水灰比,以保證混凝土配合比,不能把實驗配比與施工配比混為一談。論文參考。砂石骨料是混凝土最基本的組成成分。
通常lm3的混凝土需要1.5m的松散砂石骨料。骨料的質量好壞直接影響混凝土強度、水泥用量和混凝土要求,從而影響建筑物的質量和造價。為此,在建筑工程施工中應統籌規劃,認真研究砂石骨料儲量、物理力學指標、雜質含量及開采、儲存和加工等各個環節。
使用的骨料應根據優質、經濟、就地取材的原則進行選擇??梢赃x用天然骨料、人工骨料,或者互相補充。選用人工骨料時,有條件的地方宜選用石灰巖質的料源。
2.合理的混凝土配合比
混凝土拌合料應具有良好的施工和易性和適宜的坍落度。這就要求混凝土的配合比合理,混凝士配合比設計還應滿足設計需要的強度的耐久性。首先實驗室按照工程中實際使用的材料和攪拌方法,根據計算出的配合比進行試拌,制作混凝土強度試塊,進行標準養護28d后進行試壓。然后,以標準養護28d的檢驗結果為準,調整配合比,最后得出混凝土的施工配合比。
3.混凝土的施工質量控制
3.1混凝土攪拌施工要點
攪拌混凝土前,加水空轉數分鐘,將積水倒凈,使拌筒充分潤濕。攪拌第一盤時,考慮到筒壁上的砂漿損失,石子用量應按配合比規定減半。攪拌好的混凝土要做到基本卸盡。在全部混凝土卸出之前不得再投入拌合料,未經試驗人員同意不得隨意加減用水量。嚴格掌握混凝土材料配合比,在攪拌機旁掛牌公布,并經常保持準確。
3.2混凝土的澆筑質量要求
(1)澆筑混凝土時,應注意防止混凝土的分層離析,混凝土拌合物運至澆筑地點后,應立即澆筑入模,混凝土由料斗,漏斗內卸出進行澆筑混凝土的高度不得超過3m,否則應采用串筒、斜槽、溜槽等下料。
(2)澆筑混凝土應連續進行。如必須間歇時間宜縮短,應在前層混凝土凝結之前,將次層混凝土澆筑完畢?;炷吝\輸、澆筑及間歇的全部時間不得超過規范規定,當超過規定時間必須設置施工縫。
(3)澆筑豎向結構混凝土前,底部應先_填以50mm~10Omm 厚與混凝土成分相同的水泥砂漿,防止出現蜂窩、麻面。
(4)混凝土在澆筑及靜置過程中,應采取措施防止產生裂縫,混凝土因沉降及干縮產生的非結構性的表面裂縫,應在混凝土終凝前予以修整。在澆筑與柱和墻連成整體的梁和板時,應在柱和墻澆筑完畢后停歇1h~1.5h,使混凝土獲得初步沉實后,再繼續澆筑,以防止接縫出現裂縫。
4.混凝土的養護控制
溫度、濕度直接影響混凝土的強度,所以混凝土的養護,主要目的在于保持適宜的溫濕度條件,一方面使混凝土免受不利溫、濕度變化的侵襲,防止有害的冷縮和千縮。一方面使水泥水化作用順利進行,以期達到設計的強度和抗裂能力?;炷恋酿B護方法、時間與自然溫度、混凝土成分有關,當平均溫度高于+5℃ 的條件下,用適當的材料對混凝土表面加以覆蓋并澆水,應在混凝土澆筑完畢后的12h內進行,最少不得少于7d。論文參考。當平均氣溫低于15℃ 或混凝土的表面不便澆水時,也可使用塑料薄膜布養護和涂刷薄膜養生液,防止混凝土內部水分蒸發的方法進行養護。冬季施工一般采取綜合蓄熱及蒸養法。混凝土結構澆筑后,達到一定強度,方可拆模,不能急于拆模,以免引起混凝土表面的早期裂縫破壞混凝土結構。
5.混凝土質量的驗收
驗收可以分成兩個方面,一是外觀和幾何尺寸。二是內在質量,即實際強度。這兩方面相輔相成,缺一不可并且在很多情況下。通過外觀質量也可以反映出內在質量的優劣。論文參考。外觀檢查主要是觀察有無裂縫。蜂窩、麻面、露筋、空洞、連接部位疏松。錨筋松動等嚴重缺陷,如有發生,應進行返工或采取加固措施。幾何尺寸檢查主要是通過施測實量,確定構件是否能滿足使用功能以及下一步施工的要求,并對該產品的質量等級予以評定。內在質量的驗收最為重要,并具有否定權。主要通過檢閱各種技術資料, 如原材料化驗單,施工記錄,并在上述記錄合格的基礎上,根據混凝土試壓報告單,分別采取方差未知或非統汁方法進行強度評定,驗收合格后,方為完成了混凝土施工的全過程,質量控制也就告一段落,可以將產品交付使用。因此,保證混凝土的工程質量,既是一個技術問題,又是一個管理問題, 必須以規范、規程為標準,嚴格操作、科學管理,用認真的態度控制好每一個環節,只有這樣,才能夠真正做到“百年大計,質量第一”。