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投稿须知 2019WTC专题
粗集料在线水洗技术的应用研究
编辑:郝文世 来源:bet356娱乐场官网 时间:2017-07-17 13:06:29

  本文通过比较混凝土原材料中粗集料的水洗方法,探讨了在线水洗法和连续式在线水洗设备的使用现状。同时,研究了在线水洗法对混凝土工程的前期配合比设计、现场生产施工过程以及后期使用产生的影响。通过具体试验和数据引导配合比优化设计,比较了相应耐久性指标改善情况,计算出降低胶材总量的数值范围、产生的经济社会效益。

  文/中建路桥集团建设发展有限企业 郝文世

  采石场生产粗集料时防尘降噪要求进一步提高,各地出产的石料平均质量有所下降,杂质增多。经现场跟踪检测,部分高速公路沿线石料厂出产的粗集料出厂含泥量普遍在2% ~ 3% 之间,不均匀分布现象明显,同一石料厂甚至同一车石料分区域检测时含泥量偏差很大,最大偏差超过5%。当有大量杂质集中于短时间内生产的混凝土成品料时,混凝土的质量很难保证,极易造成混凝土成品料流动性不足、需水量变高、强度降低、外观缺陷、耐久性下降甚至断桩、断板等严重问题。另外,高性能混凝土施工连续性要求高,雨季施工时往往进场粗集料含水率偏大,泥块增多,不利于混凝土拌和站生产含水量控制,难以保证水胶比,不利于质量控制。长期跟踪检测,水洗方法对于含泥量在1% ~5% 的各种粗集料有良好的清洗能力和清洗效果。由此可知,粗集料水洗非常有必要,对于重点项目有必要全程强制实行。

  水洗技术

  螺旋式离线水洗设备水洗

  螺旋式洗石机应用最为广泛,既有高速公路施工建设中,普遍方法是采用螺旋式离线水洗设备水洗。即单独购置水洗设备,安排水洗场地、倒运机械、冲洗水源、沉淀池、临时存料池,石料进厂后先暂存于临时存料池,等待水洗,水洗完成后堆放晾晒,待石料含水率达到较低水平后再将石料倒运至混凝土拌和站骨料存放池备用或混凝土拌和站骨料仓生产水泥混凝土。

  连续式在线水洗设备水洗

  混凝土用粗集料在线水洗筛属于一种建筑施工领域使用的双层分离水洗设备,具体方法是在水泥混凝土拌和站骨料传送带末端引入振动水洗设备。这样,未经水洗的粗集料进场后可直接计量收料,存入料堆,待生产时直接倒运至水泥混凝土拌和站骨料仓,骨料经计量后输送至传送带,投放入振动水洗装置,经水洗的粗集料投放入升降料斗,计量后的砂也投入升降料斗,升降料斗抬升至拌和仓,参与生产。振动筛筛孔可以定制,可以有效去除超粒径集料,尤其适用于粗集料来源混乱,粒径不规范、不统一的工程项目。

  粗集料水洗效果比对

  粗集料水洗后技术指标变化情况

  经水洗的粗集料,含泥量及泥块含量大大降低,含水率升高,具体水洗效果如表。

  由试验数据可知,经水洗后的粗集料含泥量及泥块含量明显降低,且水洗方法、水洗效果差别不大,都在工程施工可以接受的合理范围内。

  粗集料水洗方法对配制混凝土性能指标影响情况选用未经水洗的粗集料、离线水洗的粗集料、在线水洗的粗集料,按照基准配合比配制混凝土并制取试验所需数量的试件,观测拌和物工作状态,测量混凝土拌和物以及混凝土试块的性能指标变化,具体技术指标如表。

  由试验数据和实际试验现场情况分析,可以得出以下结论:

  1. 未水洗的粗集料配制的混凝土拌和物流动性基本能满足施工要求,而水洗后的粗集料生产的混凝土拌和物流动性大大改善,得益于细小颗粒的减少,拌和物需水量有所降低,水泥砂浆润滑效果更好,施工和易性更好。

  2. 水洗后的粗集料生产的混凝土抗折抗压强度明显提高,提高比例约为10%。从C40 及更低强度等级未经水洗粗集料配制混凝土的抗压试验结果来看,大量的破裂面出现在粗集料与水泥石交界面,而粗集料没有破裂,经过水洗的粗集料对这个薄弱区域的改善是效果最为明显的。

  3. 水洗后的粗集料生产的混凝土电通量降低,粉质成分和粗集料表面的可溶性无机盐被高压水冲洗溶解,降低了成品混凝土的整体导电能力,使得电通量试验结果数值降低,改善了混凝土的抗电化学腐蚀能力。

  4. 水洗后的粗集料生产的混凝土抗渗等级提高,在抗渗性试验中由于石灰岩石集料质地坚硬、密实,可以认为是不透水的。水洗后的粗集料配制的混凝土含泥量的降低、浆体和集料的界面情况得到改善,抗渗等级得以提高。

  粗集料在线水洗法对混凝土配合比设计的影响选取的对比配合比水胶比W/B=0.46, 砂率40%, 外加剂掺量为胶材的1%, 粉煤灰对水泥替代量15%, 矿渣粉对水泥替代量10%, 各种原材料用量为水泥:粉煤灰:矿渣粉:砂:石:水:减水剂=257:51:35:756:1142:156:3.43。

  试验结果可知,采用经连续式在线水洗设备水洗过的粗集料配制混凝土时,采用基准水胶比,选用基准配合比配制混凝土,混凝土质量可以大大提高。而采用高一个水胶比等级的比对配合比配制混凝土,混凝土的各项工程指标与采用未经水洗的粗集料按照基准配合比配置的混凝土各项指标差别不大,个别指标甚至有所提高。在工程实际应用中选取较低胶材用量,将节约胶材用量9%左右,既满足了工程需求,又做到节约胶材用量,符合节能减排的总体要求,带来良好的经济和社会效益。

  结语

  粗集料在线水洗设备的加入,带来具体的社会效益包括:减少二氧化硫、二氧化碳等有毒、有害气体和建筑废物、工业废渣的排放;减少水泥用量,使用粉煤灰、硅粉、矿渣粉等工业废渣进一步替代水泥,不仅可以减少水泥制造厂由于制造水泥而产生的自然资源和能源的消耗、环境污染和大气污染,还在一定程度上提高了混凝土成品的质量,降低胶凝材料用量9%。( 来源: bet356娱乐场官网 编辑:郝文世 )

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