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        特別策劃:如何很好地將骨料級配

        2014-04-07 16:58:26戴鎮(zhèn)潮,劉世濤,王二強
        商品混凝土 2014年10期
        關鍵詞:砂子攪拌站模數(shù)

        特別策劃:如何很好地將骨料級配

        編者按:良好的骨料級配,有利于混凝土質量的控制,同時也有利于降低生產(chǎn)成本;骨料級配不好,有可能導致膠凝材料用量增加,也有可能導致和易性、強度方面的負面作用發(fā)生。不同級配的砂石在入場及使用時如何進行重新組合,以實現(xiàn)最佳的生產(chǎn)級配,是企業(yè)面臨的難題。因此,本期將請業(yè)內專家和相關技術人員針對“如何對到廠砂石進行有效組合以實現(xiàn)最佳級配?砂石級配對混凝土質量及成本的影響有多少?”等問題進行討論。

        戴鎮(zhèn)潮(武警水電第二總,退休高級工程師)

        “不同級配的砂石在入場及使用時如何進行重新組合,以實現(xiàn)最佳的生產(chǎn)級配”恐怕是難以進行的。砂石最佳的級配應在確定混凝土成分配合時加以確定。在混凝土生產(chǎn)時,是要控制砂石級配和預定的最佳級配盡量相近(相同難以做到)。主要應控制:

        1 砂子細度模數(shù)附合預定要求

        砂子級配無法控制,也無需控制,只要控制細度模數(shù)穩(wěn)定即可。一般要求控制在預定的 ±0.2 范圍內,能做到在預定的 ±0.1 范圍內更好。人工砂生產(chǎn)通過控制原料粒徑和進料量可控制細度模數(shù)穩(wěn)定,所以使用人工砂控制細度模數(shù)穩(wěn)定比較容易;天然砂的細度模數(shù)變化較大,控制細度模數(shù)穩(wěn)定比較困難。當天然砂的細度模數(shù)比預定要求偏細(或偏粗)0.2 以上時,應同時購進偏粗(或偏細)的天然砂,在混凝土配料稱量時,按一定比例分別稱量,使混合成預定要求細度模數(shù),這就是將砂子分成粗細兩級進行配合;也可按實際細度模數(shù)重新確定混凝土成分配合:細度模數(shù)比預定要求偏細時,減少砂子用量,細度模數(shù)比預定要求偏粗時,增加砂子用量。

        2 石子不能過分分離

        石子分離使級配變化,混凝土流動性等將難以穩(wěn)定。石子上、下分級粒徑之比稱為“粒度比”,過大,石子大、小顆粒粒徑相差大,越容易分離,一般要求不大于 2?,F(xiàn)在商品混凝土常用的“統(tǒng)料”(有的稱“連續(xù)級配”不確切)粒徑為 5~25mm 或 5~30mm,“粒度比”達 5 或 6,顯然偏大,容易分離。應分成 2 級:5~10mm 和 10~25mm,或5~10mm 和 10~30mm,于是將顯著降低 “粒度比”,分離情況將大大減輕,在確定混凝土成分配合時確定兩級的比例即級配,在混凝土配料稱量時,按此比例分別稱量,就可保證石子級配大體穩(wěn)定;或建議索性剔除其中的 5~10mm 顆粒,只生產(chǎn)或購進 10~25mm 或 10~30mm 石子,使“粒度比”減小為 2.5 或 3.0(比 2.0 稍大),除可減輕分離外,還因與砂子(小于 5mm)形成間斷級配(不連續(xù)級配),砂漿不受 5~10mm 顆粒的阻礙,可較順利、有效地填充石子空隙,可提高混凝土流動性,在保持流動性不變時,可降低用水量和膠凝材料用量。

        劉世濤(滄州市政華通混凝土公司,總工)

        混凝土集料分為細集料和粗集料。細集料指粒徑小于4.75mm 的巖石顆粒,包括河砂、山砂、海砂、人工砂等。傳統(tǒng)的采砂過程比較粗放,技術含量低,生產(chǎn)規(guī)模小,布局不合理,私挖亂采,造成嚴重浪費,大量尾礦亂堆亂放,污染農田。經(jīng)過十幾年高速建設,造成現(xiàn)階段優(yōu)質天然砂匱乏。為保護環(huán)境,大部分地區(qū)限制天然砂的開采,有的地區(qū)甚至禁止開采。攪拌站進場的天然砂細度不是太粗就是太細,不適應現(xiàn)代混凝土施工的要求。于是人們又把目光轉向了人工砂。但人工砂也有很大的缺點:顆粒棱角多、石粉含量多,生產(chǎn)的混凝土流動性不良,而且生產(chǎn)環(huán)境揚塵大,不利于環(huán)境保護。針對現(xiàn)狀,不同規(guī)模的攪拌站采取不同的策略:中小型攪拌站可采取粗細砂按一定比例搭配使用,針對不同施工部位、不同強度等級,調整不同的搭配比例,滿足混凝土施工和性能要求。大型攪拌站可自建機制砂生產(chǎn)線,生產(chǎn)不同細度模數(shù)的機制砂,同時也可以和較細的天然砂搭配使用,減少石粉含量,彌補人工砂細顆粒不足的缺陷,滿足不同的混凝土施工要求。

        粗集料指粒徑大于 4.75mm 的巖石顆粒,分為卵石和碎石。傳統(tǒng)的加工方式比較簡單,經(jīng)過簡單的破碎和篩分后就進行銷售。經(jīng)過改革開放至今的大規(guī)模建設,大量的礦山被開采殆盡。隨著人們環(huán)境保護意識的提高,國家對礦山的開采行為進行限制,造成粗集料供應緊張?;炷翑嚢枵緦Υ旨系馁|量沒有發(fā)言權,進場材料質量很難保證。對于中小攪拌站,采購不同規(guī)格的單粒級粗集料,這樣在運輸和堆放過程中不易離析。在使用時分倉存放和計量,試驗室可通過試驗來確定最佳的集料級配,然后由混凝土生產(chǎn)部門調配成連續(xù)粒級的粗集料。各單粒級集料粒徑變化時可方便的進行調整,滿足不同的要求。有實力的大型攪拌站可對進場的粗集料進行二次整形處理,減少針片狀顆粒含量,調整顆粒級配滿足混凝土的要求,加工后的尾礦可生產(chǎn)人工砂,滿足自用的需求。

        通過試驗調配合適的集料級配,同時利用尾礦及石粉可降低生產(chǎn)成本,形成新的利潤增長點。

        王二強(中國建材檢驗認證集團廈門宏業(yè)有限公司,高工)

        骨料在混凝土中所占的體積達 60%~80%。骨料的顆粒級配對于混凝土的性能有著很大的影響:水灰比一定的條件下,硬化混凝土的強度與骨料的級配是無關的。對于新拌混凝土,骨料級配直接影響到其和易性,從而影響到硬化混凝土的強度及耐久性等性質。因而,選取合適的骨料級配對于新拌混凝土和硬化混凝土均十分重要。

        單粒級粗骨料盡量不使用,當采用單粒級粗骨料時,應采用幾種單粒級骨料復配使用,盡量復配成連續(xù)級配骨料,復配方式可采用公式計算,并調整。

        若單粒級骨料粒徑相差 3 個以上篩號時,可采用密實堆積法(干容重)。

        細骨料中,當無法采用中砂時,應盡量采用粗砂與細砂搭配使用,通過篩分試驗確定中砂和粗砂的搭配比例。測試其干容重,根據(jù)容重和篩分數(shù)據(jù)選擇合理的搭配比例。

        機制砂和河砂搭配使用時,一般機制砂在細骨料中的比例不超過 60%,二者搭配使用應特別注意的是細骨料中石粉含量和含泥量。

        從教育屬性看,“教育具有上層建筑與生產(chǎn)力的雙重屬性與雙重職能” [8]81-86。對高職院校來說,人才培養(yǎng)的思想性和技術技能的應用性至關重要。要把握辦學定位,遵循高職辦學規(guī)律,“踐行以學生為主體、以實踐為主線、以提高實踐能力為目的的職業(yè)教育辦學宗旨”[9]。

        合理的砂石級配——砂率不應根據(jù)各個標準中給定的數(shù)值范圍選擇,應采用試驗確定。可借鑒 ACI 的一些方法,采用搗實容重法及混凝土配合比試配確定最佳的砂率。

        王冬(建筑材料工業(yè)技術情報研究所,工程師)

        混凝土的質量與許多因素相關,將其他影響因素確定后,才能單獨分析粗細集料的級配對混凝土性能的影響問題。在其他影響因素不變的情況下,對于級配的有效控制,可以提高新拌混凝土的和易性,并且能夠提高硬化混凝土的強度,降低混凝土成本。攪拌站追求的粗細集料級配的理想情況就是最低的孔隙率,即集料最緊密堆積。

        在攪拌站日常生產(chǎn)中,粗細集料由專門的生產(chǎn)單位供應。攪拌站對粗細集料的理想要求是保證達到標準規(guī)定的性能指標的基礎上,能夠維持級配穩(wěn)定,減少大幅度波動,這樣有利于生產(chǎn)中混凝土質量的控制。但由于粗細集料供應廠家砂石篩子的磨損等原因,很可能會造成粗細集料在供應時會隨著時間的推移,變得越來越粗,因此,攪拌站在發(fā)現(xiàn)粗細集料出現(xiàn)異常變化時應與供應廠家及時溝通,提醒他們嚴格控制,檢查問題原因。砂子平時的變化波動要大于石子的變化,所以要加強對砂子的控制。攪拌站可以平時儲備部分細砂和粗砂,當出現(xiàn)供貨變化時,可以按比例搭配使用,達到混合后的砂子細度模數(shù)與配合比設計時的數(shù)值接近的目的?;旌洗钆浔壤蓞⒖枷率剑?/p>

        K1=(μf-μf2)/( μf1-μf2)×100%

        K2=(μf1-μf)/( μf1-μf2)×100%

        其中:K1——粗砂的混合比例;

        μf——計劃達到的砂的細度模數(shù);

        μf1——粗砂的細度模數(shù);

        μf2——細砂的細度模數(shù)。

        使用以上公式搭配使用砂子時,需要進行混合后砂子的細度檢測,并進行混凝土的性能試驗。

        計海霞(合肥國力混凝土有限公司,總工)

        隨著政府對于資源的保護和采取有選擇地開采,很多地方能買到砂石滿足生產(chǎn)就已經(jīng)不錯了,出現(xiàn)了砂石供不應求的場景,原材料價格上漲,質量良莠不齊、來源不一、集料級配亦有較大不同,根本不給混凝土技術人選擇的余地。讓很多技術人員形成“給什么菜做什么樣飯”的思想。

        根據(jù)上述現(xiàn)實情況,整個混凝土行業(yè)從業(yè)人員都在反映集料級配不好,出現(xiàn)混凝土和易性、流動性、粘聚性、保水性、混凝土離析等質量問題。

        如何更好地將集料繼配調整到最佳狀態(tài)保證混凝土的工作性和強度,在此淺談一下本人的調整思路,僅供參考。提高減水劑的減水率,降低混凝土水膠比來解決集料所帶來的上述缺陷。業(yè)界人士都知道適當提高減水劑的減水率能降低一部分用水量,在水膠比減小時,混凝土拌合物稠度提高,水泥砂漿密度也相對提高,阻止了碎石下沉,解決了混凝土發(fā)生離析和強度等問題的發(fā)生。同時應利用當?shù)氐墓I(yè)副產(chǎn)品來解決粗細集料級配問題,例如石屑,制造機制砂的石灰石石粉、鋼廠的尾礦等,盡可能把集料調整到理想狀態(tài)。先對粗細集料做篩分試驗,繪制級配曲線圖,按照不同比例摻加粗細集料,繪制混合集料的級配最佳曲線及摻加比例。這時集料孔隙率最小,需要膠凝材料最少,改善混凝土拌合物和易性等性能在最佳狀態(tài),同時做到了既經(jīng)濟又能保證質量配合比。

        崔鑫(山東建澤混凝土有限公司,工程師)

        級配是各級粒徑顆粒的分配情況,對于混凝土而言,有狹義級配和廣義級配之分。狹義級配指混凝土中石與砂混合的級配,此級配對于混凝土質量控制、成本控制、工作性能等有重要影響。廣義級配指混凝土中石、砂、膠材或石、砂、粉煤灰、水泥、礦粉等混合的級配,此級配對于混凝土力學性能、耐久性能等有重要影響。

        級配的評價,又可分為經(jīng)濟級配和性能級配。經(jīng)濟級配是指在保證混凝土性能指標符合設計要求的前提下,使混凝土原材料組成或生產(chǎn)、施工成本最低的級配。性能級配是指在保證混凝土成本可接受的前提下,混凝土綜合性能指標最優(yōu)的級配。

        通常情況下,預拌混凝土企業(yè)更看重經(jīng)濟級配,即在保證混凝土施工正常、性能達標的前提下,能使混凝土成本盡量降低、利潤盡量提高的級配就是良好級配??蒲性核粗匦阅芗壟洌丛诨炷脸杀灸軌虮皇褂谜呓邮芑虿豢紤]混凝土成本的前提下,能使混凝土綜合性能或某項性能達到設計要求的級配就是良好級配。

        對于實際應用或終歸要實際應用的混凝土而言,應綜合考慮經(jīng)濟級配與性能級配,能使兩者間達到平衡時級配才為良好級配。在現(xiàn)實情況下,應加強混凝土配合比的優(yōu)化試驗,根據(jù)混凝土原材料實際情況確定混凝土配合比,以使混凝土的經(jīng)濟性、耐久性最優(yōu)。

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