陳式華,章曉樺,陳衛(wèi)芳

(浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020)

1 問題的提出

在山塘整治工程中,大部分壩體護(hù)坡采用了混凝土預(yù)制塊。干硬性混凝土采用振動(dòng)擠壓成型,適合標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械化批量生產(chǎn)。與普通混凝土比較,其優(yōu)點(diǎn):用水量少、水灰比小、強(qiáng)度高、快速硬化、密實(shí)性好、質(zhì)量穩(wěn)定[1],滿足山塘整治工程中用量少、速度快、質(zhì)量好、費(fèi)用省等要求。由于這種工藝成型的預(yù)制塊在水利工程中較少采用,對(duì)其配合比、性能是否滿足工程要求存在疑慮,因此,對(duì)這種混凝土的配合比及工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行了試驗(yàn)研究,為干硬性混凝土在水利工程中的應(yīng)用積累了一些經(jīng)驗(yàn)。

2 干硬性混凝土配合比試驗(yàn)方案

2.1 試驗(yàn)的原材料

水泥:長廣永興水泥公司生產(chǎn)的32.5級(jí)復(fù)合硅酸鹽水泥,28 d抗壓強(qiáng)度34.9 MPa,水泥質(zhì)量試驗(yàn)[2-6]成果見表1;砂料:采用河沙,細(xì)度模數(shù)為2.75,屬中砂;石子:采用5～10 mm碎石;砂、碎石主要試驗(yàn)[7]成果見表2、3。水:當(dāng)?shù)刈詠硭?/p>

表1 水泥質(zhì)量試驗(yàn)成果表

表2 砂料質(zhì)量試驗(yàn)成果表

表3 碎石質(zhì)量試驗(yàn)成果表

2.2 試驗(yàn)參數(shù)

2.2.1 配合比參數(shù)

根據(jù)干硬性混凝土的特點(diǎn),選擇0.31、0.35、0.38、0.44四個(gè)水灰比進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)拌合后的混凝土以手捏成團(tuán)、落地分散、振動(dòng)擠壓后能出漿、成型的預(yù)制塊表面光潔度來判別混凝土干硬狀態(tài)。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)調(diào)整,確定砂率為45%,用水量取90 kg/m3。

2.2.2 振動(dòng)次數(shù)

為檢驗(yàn)不同振動(dòng)次數(shù)對(duì)成型預(yù)制塊性能的影響,選擇成型時(shí)振動(dòng)50,70,100,120次進(jìn)行試驗(yàn)。

2.3 成型方法

預(yù)制塊成型工藝是采用振動(dòng)+擠壓方式。生產(chǎn)設(shè)備為廣州美路機(jī)械廠出廠的QFT6-25自動(dòng)制磚機(jī),本次試驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑檫呴L30 cm六邊形、高10 cm,加壓荷載為10 MPa;由皮帶機(jī)送料,自動(dòng)裝料、成型及脫模,后將壓制成型的預(yù)制塊連同底模一起搬放到陰涼處立放,脫掉底模,完成預(yù)制塊制作。

3 試驗(yàn)成果及分析

3.1 水灰比對(duì)強(qiáng)度的影響

根據(jù)選定的試驗(yàn)參數(shù),對(duì)不同水灰比的預(yù)制塊進(jìn)行了試驗(yàn),水灰比變動(dòng)范圍為0.31～0.44,砂率為45%,單位用水量為90 kg/m3。預(yù)制塊28 d齡期抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 不同水灰比預(yù)制塊試驗(yàn)結(jié)果表

從表4可見,強(qiáng)度隨水灰比變化的規(guī)律較好,符合混凝土一般規(guī)律。所選配合比均能滿足C20的抗壓強(qiáng)度。從強(qiáng)度保證率來看,水灰比宜不大于0.40為好。強(qiáng)度—水灰比變化規(guī)律見圖1。

圖1 強(qiáng)度與水灰比的關(guān)系圖

3.2 振動(dòng)次數(shù)對(duì)強(qiáng)度的影響

干硬性混凝土預(yù)制塊在成型過程中,除擠壓之外還實(shí)施振動(dòng),為了解振動(dòng)次數(shù)對(duì)強(qiáng)度的影響,依據(jù)表4的試驗(yàn)成果并進(jìn)行分析,選擇配合比基本相同(水灰比為0.38和0.41),而振動(dòng)次數(shù)分別為120,100,70,50次的成型方式進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果見表5。

表5 成型時(shí)不同振動(dòng)次數(shù)預(yù)制塊試驗(yàn)結(jié)果表

從表5可見,振動(dòng)次數(shù)對(duì)強(qiáng)度的影響較大,低于50次達(dá)不到C20強(qiáng)度要求,70次以上強(qiáng)度才有保證。因此在預(yù)制塊成型過程中,振動(dòng)次數(shù)不得低于70次。強(qiáng)度—振動(dòng)次數(shù)變化規(guī)律見圖2。

圖2 成型時(shí)振動(dòng)次數(shù)與強(qiáng)度的關(guān)系圖

4 結(jié)語與建議

(1)采用干硬性混凝土,用擠壓振動(dòng)成型工藝生產(chǎn)護(hù)坡預(yù)制塊是可行的,其性能滿足設(shè)計(jì)要求,混凝土密實(shí)性較好,表面較光潔。工廠化生產(chǎn)質(zhì)量也易于控制。

(2)根據(jù)不同水灰比試驗(yàn)結(jié)果,在水灰比不大于0.40,用水量在90 kg左右,強(qiáng)度達(dá)到C20的要求。

(3)成型時(shí)振動(dòng)次數(shù)對(duì)強(qiáng)度有較大影響,要求振動(dòng)次數(shù)不低于70次,以保證產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到C20強(qiáng)度。

[1]楊清,李杏榮,王文兵.山區(qū)公路避險(xiǎn)車道探討 [J].云南建筑,2008(3):89-90.

[2]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).GB 175—2007通用硅酸鹽水泥[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007.

[3]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).GB/T 1345—2005水泥細(xì)度檢驗(yàn)方法篩分法 [S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2005.

[4]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).GB/T 17671—1999水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1999.

[5]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).GB/T 2419—2005水泥膠砂流動(dòng)度測(cè)定方法 [S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2005.

[6]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).GB/T 1346—2001水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2001.

[7]中華人民共和國水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).SL 352—2006水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程 [S].北京:中國水利水電出版社,2006.

[8]中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).DL/T 5144—2001水工混凝土施工規(guī)范 [S].北京:中國電力出版社,2002.