原状机制砂混凝土配制强度计算方法研究.pdf

2 0 1 1年 第 1 1期 (总 第 2 6 5 期 ) N u mb e r 1 1 i n2 0 1 1 ( T o t a l No 2 6 5 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 原材料及辅助物料 M ATERI AL AND ADM I NI CLE d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 1 1 1 0 2 8 原状机制砂混凝土配制强度计算方法研究 朱倩。边慧霞。李风兰 ( 华北水利水电学院 生态建筑材料河南省高校重点实验室培育基地， 河南 郑州 4 5 0 0 1 1 ) 摘要： 基于试验资料的统计分析， 提出了原状机制砂混凝土配制强度计算式中的经验系数值。 通过计算式适用性试验验证， 表明强度 等级 C 6 0 及其以下的机制砂混凝土， 在机制砂石粉含量适当时， 混凝土拌合物的工作性良好， 混凝土力学性能满足普通混凝土规范要求。 关键词 ： 混凝土 ；原状机制砂 ；配制强度 ；经验系数 ；试验验证 中图分类号 ： T U5 2 8 0 4 1 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) 1 1 - 0 0 9 2 0 3 St udy on ca l c ul a t i on me t hod f or mi xe d s t r en gt h of c on c r e t e wi t h pr ot o-ma c hi ne- mad e s an d z HU Qi a n ， Bl AN Hu i - x i a ， L I F eng - l a n ( C u l t i v a t i n g B a s e f o r Un i v e r s i t y Ke y L a b o r a t o r y o f E c o h i g h - p e r for ma n c e E n g i n e e ri n g Ma t e ri a l s i n He n a n P r o v i n c e No r t h C h i n a I n s t i t u t e o f Wa t e r C o n s e r v a n c y a n d H y d r o e l e c t r i c P o we r ， Z h e n g z h o u 4 5 0 0 1 1 ， C h i n a ) Ab s t r ac t ： Ba s e d o n t h e s t a t i s t i c a l a na l y s i s o f e x p e r i me nt a l d a ta， the c o e ffic i e n t s i n mi x e d s t r e ng t h f o r mu l a o f c o n c r e t e wi t h p r o t o ma - c h i n e - ma d e s a n d a r e p r o p o s e d I t i s p r o v e d b y a d a p t a b i l i ty t e s t t h a t the c o e ffic i e n t s a r e r e a s o n a b l e t o c o n c r e t e wi th p r o t o ma c h i n e made s a n d i n s t r e n g t h g r a d e n o l a r g e r tha n C 6 0 Wi t h p r o p e r c o n t e n t o f s t o n e p o wd e r i n p r o t o ma c h i n e - made s a n d ， the wo r k a b i l i t y o f c o n c r e t e mi x t u r e i s b e t t e r ， a n d the me c h an i c a l p r o p e r t i e s o f c o n c r e t e s a t i s f y the s t a n d a r d r e q u i r e me n t f o r o r d i n a r y c o n c r e t e K e ywo r d s ： c o n c r e t e ； p r o t o -ma c h i n e - made s and ； mi x e d s t r e n g t h ； e x p e ri e n c e c o e ffic i ent ； a d a p t a b i l i ty t e s t 0 引言 原状机制砂替代天然河砂用于混凝土细骨料， 不仅有利于 天然河道和农田资源的保护， 而且可以更好的发挥混凝土就地 取材的优越性， 是一种利废除害的资源再生利用方法。 目前 ， 尽 管对原状机制砂混凝土已开展了较多的试验研究， 但对其配合 比设计仍基于普通混凝土的配合比设计方法 ， 没有合理考虑机 制砂对混凝土的拌合物工作性和力学性能的影响r l _ 3 。 因此 ， 本 研究根据前期试验资料 ， 通过回归分析得到了机制砂混凝土 配制强度计算公式的经验系数 ， 进一步开展了计算公式适用性 试验验证， 为机制砂混凝土配合比设计提供依据。 1 配制强度计算公式 1 1 前期试验资料 本项 目组前期研究积累的 4 6组机制砂混凝土试验资料 概况见表 1 ， 采用了 P 0 3 2 5和P O 4 2 5 级水泥， 水灰比w c为 0 3 2 - 0 5 7 ， 砂率为 3 0 3 8 ， 实测混凝土强度 ，。为 2 9 1 7 4 7 M Pa 表 1 机制砂混凝土配制强度试验概况 1 2 配制强度计算公式 普通混凝土配制强度与灰水比的关系式为嘲： ， ( ) 式中： c 灰水比； 水泥 2 8 d 抗压强度实测值， MP a ； ， 。 混凝土 2 8 d配制强度， MP a ； 0 c 、 O 与粗骨料类型相关的经验系数。 变换式( 1 ) 可得 ： 令 ， 6 = 一 ， 对表 1 数据进行回归分析， 可得系数 O a = 收稿日期：2 0 1 l - _ 0 5 _ J 0 6 基金项目：华北水利水电学院研究生教育创新计划基金( Y K 2 O 1 0 0 0 5 ) ； 河南省教育厅自然科学研究计划项目( 2 0 1 0 A 5 6 0 0 1 1 ) 9 2 0 5 0 、 O 1 0 ， 代人式( 1 ) 得 ： ， 1 丘 ，o= o l 一 0 - ) ( 3 ) 样本的相关系数为 R = 0 9 0 4 ， 剩余均方差 S = 0 0 9 3 0 7 ， c 8 8 l 0 ， 可见公式对样本符合程度较好 ， 如图 1 中实线所示。 同时 为直观比较， 绘出了普通混凝土采用碎石和天然砂时， 按 a - 0 4 6 、 o r b = 0 0 7得到的式( 2 ) 关系如图 I中点划线所示。 可以 看出， 相同灰水 比时， 机制砂混凝土的实际强度高。 因此， 配制 相同强度等级的混凝土， 采用机制砂可以增大水灰比， 进而可 以减少水泥用量。 2 配制强度计算公式的验证 2 1 试 验设 计 选用强度等级 P 0 4 2 5 级水泥配制机制砂混凝土， 各原材 料特性见表 2 ,- -4 。 外加剂采用 J H Y 6 0 0 0萘系减水剂， 实测减水 Ly W 图 1 W与 。 的关 系 率为 1 9 。 基于式( 3 ) ， 计算强度等级 C 3 0 、 C 4 0 、 C 4 5和 C 6 0的 机制砂混凝土水灰比， 同一种强度等级混凝土的原材料用量保 持不变， 仅变化机制砂的石粉含量。 机制砂混凝土坍落度、 单位 用水量和砂率仍根据普通混凝土配合比设计方法确定四 ， 各配 合比的材料用量见表 5 。 表 2 水泥物理力学性能 强度等级坍落度设计值 m m W C 砂率 水 ( k g m ) 水泥 ( k g m ) 碎石 ( k g m ) 机制砂 ( k g m ) 石粉含量 外加剂用量 试验按现行普通混凝土拌合物性能及力学性能试验方法标 准进行 。 立方体抗压强度和劈裂抗拉强度试验采用边长 1 5 0 i n n l 的立方体试块， 轴心抗压强度试验采用 1 5 0 m m x l 5 0 m m x 3 0 0 m i t t 的棱柱体试件。 2 2 试验结果分析 机制砂混凝土的拌合物性能及力学性能试验结果见表 6 ， 其中抗拉强度计算值 由普通混凝土抗拉强度 与立方体抗 压强度 的关系式， O 3 9 舔 计算阎 。 表 6 混凝土拌合物工作性能及混凝土力学性能试验结果 由表 5可以看出， 混凝土强度等级较低时 ， 由于水灰比较 大而水泥用量较小， 随着机制砂中石粉含量的增加 ， 混凝土拌 合物的黏聚性和保水性增加 、 坍落度减小； 混凝土强度较高时， 尽管水灰比较小 ， 但由于用水量和水泥用量较大 ， 机制砂中石 粉的滚珠作用得以发挥， 使得混凝土拌合物工作性随石粉含量 的增加而得到改善。 强度等级 C 4 5混凝土拌合物的集料外漏在 9 3 浆体快速坍塌的情况下出现， 并不影响混凝土成型质量。 综合来 看， 石粉含量较低时的机制砂混凝土拌合物工作性相对较差， 但 未造成试块成型质量的异常。 除石粉含量 9 和 1 3 1， 强度等级 C 6 0机制砂混凝土配制 强度标准差分别为 4 9 、 4 1 MP a ， 未达到规范给定的 6 0 MP a以 外， 其他配合比的混凝土配制强度均满足规范要求 。 轴心抗压强度 与立方体抗压强度 的比值在 0 7 1 - 0 9 6 问变化， 该比值范围与前期机制砂混凝土的研究结果基本一致， 但高于普通天然砂混凝土的比值 1 - 3 8 。 机制砂混凝土抗拉强度实测值与计算值的 比值 在 0 8 7 - 1 3 7间变化。 除了石粉含量 1 3 的 C 3 0和 C 4 5机制砂混 凝土以及石粉含量为 5 的 C 4 0和 C 6 0机制砂混凝土抗拉强 度实测值低于计算值外， 其余均高于计算值 ， 再次证实了机制 砂中石粉含量存在最佳值【 】 ， 综合评价控制在 1 0 左右是比较 合理的。 3结 论 通过回归分析 ， 提出了原状机制砂混凝土配制强度计算式 的经验系数值。 按此系数值确定配制混凝土的水灰比， 能够更好 的反映机制砂对混凝土力学性能的影响； 且较之于采用现行普 通混凝土配合 比设计规定的经验系数， 可增大水灰 比、 降低水 泥用量 ， 进而节约混凝土生产成本。 验证试验表明， 提出的经验系数用于配制强度等级 C 6 0以下 的机制砂混凝土是合适的。 机制砂中石粉含量控制在 1 0 左右 时， 可获得较好的混凝土拌合物工作性能及硬化混凝土力学性能。 参考文献 ： 1 李凤兰 ， 朱倩 ， 徐阳洋 C 4 5级原状机制砂混凝土试验研究【 J 1 混凝 土 ， 2 0 1 0 ( 2 ) ： 8 4 8 6 【 2 】 李凤兰， 青， 高轲轲原状机制砂石粉含量对混凝土影a 向 的试验研 究I J J 水力发电， 2 0 1 0 ( 5 ) ： 7 9 - 8 1 3 李凤兰， 朱倩， 徐阳洋 原状机制砂高强混凝土试验研究f J 水利水电 技术， 2 0 1 0 ， 4 1 ( 7 ) ： 7 6 7 8 4 边慧霞 ， 刘春杰 ， 李志成人工砂混凝土和人工砂粉煤灰混凝土配制 强度关系式研究 J J _ 华北水利水电学院学报， 2 0 0 6 ， 2 7 ( 1 ) ： 1 8 2 0 5 J G J 5 5 2 O 0 O ， 普通混凝土配合比设计规程 s _ E 京： 中国建筑工业 出版社， 2 0 0 1 6 】 G B T 5 0 0 8 0 - - 2 0 0 2 ， 普通混凝土拌合物性能试验方法标准 s 】 L 京： 中国建筑工业 出版社 ， 2 0 0 2 7 】 G B F F 5 0 0 8 1 -2 0 0 2 ， 普通混凝土力学性能试验方法标准 E 京： 中 国建筑工业出版社， 2 0 0 3 【 8 赵顺波 混凝土结构设计原理【 M 上海 ： 同济大学出版社， 2 0 0 4 作者简 介： 联系地址 ： 联系电话 ： ( 1 9 8 4 - ) ， 女， 硕士研究生， 主要从事土木工程材料研究。 郑州市北环路 3 6 号 华北水利水电学院土木与交通学院 ( 4 5 0 0 1 1 ) 0 3 7l 一 6 91 2 7 3 7 7 5 0 0台搅拌车助上海中心大厦 6万 ms 浇筑 由上海建工集团参与的“ 上海中心绿色超高层建筑关键技术” 科研计划项目日前获得上海市科委立项。作为世界未来超高层建 筑的代表 ， 高 6 3 2 m的上海中心大厦是世界上首次在软土地基上建造重达 8 5万 t 的单体建筑， 是世界上首次在超高层安装 l 4万 I n 2 柔性幕墙的建筑 ， 也是目前世界上最高的绿色建筑。 自工程建设以来 ， 该集团攻克了一系列难题。 要在软土地基上建造总重达 8 5万 t 的大厦不是一件容易事。 该集团对软土地基钢 管桩的承载力进行了研究， 经过成孔工艺和泥浆工艺及声波与穿孔的反复测试 ， 最终得出科学结论 ， 并于 2 0 0 9年 7月顺利完成主 楼桩基工程。 主楼深基坑采用了内径 1 2 1 i n的圆形地下墙 、 6 道环形支撑进行围护， 成功将套衔接头新工艺应用于大深度槽壁墙。 这 样大的圆形深基坑 、 中间没有任何支撑的大空间， 在国内也是罕见的。 在对水土耦合的变形进行科学分析后 ， 技术人员通过对深度达 3 3 1 i l l 沉压水的有效减压降水控制， 使圆环形深基坑大面积开 挖后对坑体影响控制在设计范围内。 为保护周边环境， 在占地面积 2万 m 、 地下 5层的裙房深基坑施工中， 采用了逆作法施工技术。 在主楼大底板浇捣前 ， 运用有限单元技术、 仿真技术和低收缩混凝土技术 ， 动用了 4 5 0辆搅拌车、 8个搅拌站协同作战。 最终 ， 主楼大 底板 6万 m 混凝土一次浇筑成功， 混凝土内部温度理论控制与实际控制非常吻合， 创出了一项民用建筑工程的世界纪录。主楼“ 跃 出” 地面开始向着 6 3 2 m高度攀升时， 使用了钢平台液压爬升技术。这是上海建工集团经过长期研究和不断完善的超高层建筑施： 的先进技术。过去的机械爬升技术在桁架层时必须拆卸， 使用新技术不用拆卸， 每层桁架层施工可节约一个月的时间， 大大缩短了 工期 。 该工程今年的三大节点 目标是塔楼核心筒完成4 8层、 塔楼外围框架结构完成 3 6层、 完成裙房逆作法 B 5层大底板浇筑。面对 众多新技术的挑战， 建设者们将实现更多施工技术新突破。 “ 鸿翔杯” 全国建筑行业信息媒体宣传工作经验交流会圆满落幕 为贯彻落实党的十七届六中全会精神， 推动社会主义文化大发展大繁荣， 加强建筑行业信息媒体宣传工作与企业文化建设 ， 提 高行业报刊的办刊水平和编辑质量，中国建筑业协会于 2 0 1 1 年 1 1 月 2 5日在浙江海宁举办了全国建筑行业信息媒体宣传工作经 验交流会和“ 鸿翔杯” 全国建筑行业精品和优秀报刊、 网站及先进集体和优秀工作者表彰大会。住房城乡建设部办公厅宣传处处长 毕建玲， 中国建筑业协会副会长兼秘书长吴涛、 副秘书长尤完及浙江省建设厅 、 浙江省建筑业行业协会、 嘉兴市人民政府 、 嘉兴市建 筑业协会 、 海宁市人民政府、 鸿翔建设集团的有关领导出席会议。来自 全国各地的建筑行业媒体宣传工作者近 2 0 0 人参会。 颁奖大会上， 中国建筑业协会信息传媒部王秀兰主任介绍了此次全国建筑行业信息媒体经验交流活动和“ 鸿翔杯” 全国建筑行业 精品和优秀报刊、 网站及先进集体和优秀工作者评选的相关情 况。尤完副秘书长宣读了 关于表彰“ 鸿翔杯” 全国建筑行业精品和优秀 报刊、 网站及先进集体和优秀工作者的决定 。 大会对 混凝土 、 中国混凝土资讯 等 8 0 家期刊， 铁道建设报 等 6 3 家报纸， 中国建筑 科学研究院等 6 0 家网站以及广州市建筑业协会等 3 7 个先进集体 。 北京住总集团有限公司郭庆红等 8 5 位优秀工作者进行了表彰。 9 4