孤山航电枢纽工程机制砂与天然砂掺配工艺研究.pdf

2023年6 月引用格式：李学东，王亨泰.孤山航电枢纽工程机制砂与天然砂掺配工艺研究 J.水利水电快报,2 0 2 3,4 4（S1）：5 4-5 6,6 4.水利水电快报EWRHI第 4 4 卷增刊 1孤山航电枢纽工程机制砂与天然砂掺配工艺研究李学东，王亨泰（中国水利水电第十一工程局有限公司，河南郑州4 5 0 0 0 1）摘要：为了使孤山航电枢纽工程机制砂与天然砂掺配后的混合砂细度模数满足规范要求，通过掺配试验及检测，调整了机制砂和天然砂的掺配比例，并按2:1,3:1,4:1 的配比进行试验检测。结果表明：机制砂和天然砂按3:1 掺配后，混合砂细度模数控制在2.6 7 2.8 0 之间，细度模数满足规范要求，混合砂细度模数处于受控状态，证明该工程机制砂和天然砂掺配工艺是可行的。关键词：机制砂；天然砂；掺配技术；孤山航电枢纽工程中图法分类号：TV43文章编号：1 0 0 6-0 0 8 1(2 0 2 3)S1-0054-03文献标志码：AD0I:10.15974/ki.slsdkb.2023.S1.0160 引 言砂是混凝土的重要组成材料。目前，国内外机制砂和天然砂的掺配使用,均未对其经济性进行分析比对。楚学勇等 通过将机制砂与天然砂按比例掺配，对混合砂细度模数、石粉含量指标进行掺配工艺研究，满足要求的砂细度模数为2.4 2.8,石粉含量范围为6%1 8%，且从经济角度进行了对比。混合砂可有效解决单独使用天然砂细度模数不满足DL5144-2015水工混凝土施工规范（以下简称规范）要求的问题。在孤山航电枢纽工程料场毛料开采中,天然砂含量不足6%，且天然砂细度模数偏大，不满足规范的要求。合理实行机制砂与天然砂掺配使用,可解决单独使用天然砂细度模数不满足上述规范的问题。1机制砂情况根据孤山航电枢纽工程砂石加工系统设计指标,机制砂细度模数为2.4 2.6,细度模数平均值为2.5 3。拟采用单值-移动极差（X-R。)控制图法对数据进行分析。(1)绘制机制砂细度模数X图，见图1。图1 中，中心线CL=2.53;R。中心线CL=0.03;控制上限：UcL=X+2.58Rs=2.53+2.580.03=2.60;控制下限:LcL=X-2.58Rs=2.53-2.58 0.03=2.46。由图1 可知：砂细度模数波动较缓和，控制状况收稿且期:2 0 2 2-1 1 -1 5作者简介：李学东，男，高级工程师，主要从事技术质量管理。E-mail:54.稍好,Rs值较小，细度模数较稳定。机制砂细度模数控制上限为2.6 0，下限为2.4 6,平均细度模数为2.53，极差平均值为0.0 3，满足规范要求，产品质量呈稳定趋势。细度模数控制上限控制下限一一控制中心线2.632.582.532.482.43,135791113151719212325272931试验频次/次图1 机制砂细度模数X图（2）绘制机制砂石粉含量X图，见图2。图2中,中心线CL=14.25;R，中心线CL=0.56;控制上限:UcL=X+2.58Rs=14.25+2.58 0.56=15.70;控制下限:LcL=X-2.58Rs=14.25-2.580.56=12.80。由图2 可知：曲线起伏小，石粉含量均在控制范围内,Rs值较小，波动不大。系统机制砂石粉含量平均为1 4.2 5，极差平均值为0.5 6。石粉含量平均值较稳定，级差值小，满足规范要求。2天然砂情况孤山航电枢纽工程明滩料场砂砾料小于5 mmW李学东等孤山航电枢纽工程机制砂与天然砂掺配工艺研究的粒径砂含量为0 3 3.5%，平均含砂率为6.6 1%，细度模数为3.1 6 3.4 5,细度模数平均值为3.3 5。天然砂细度模数偏大，可通过掺配机制砂进行细度模数调节。拟采用单值-移动极差（X-Rs）控制图法对数据进行分析。石粉含量控制上限控制下线一一中心线16.15 15.6515.1514.6514.1513.6513.1512.65（1）绘制天然砂细度模数X图，见图3。图3中，中心线CL=3.35;R，中心线CL=0.04;控制上限:UcL=X+2.58Rs=3.35+2.580.04=3.45;控制下限:LcL=X-2.58R。=3.3 5-2.5 8 0.0 4 =3.24。细度模数控制上限控制下限-一控制中心线3.503.453.353.303.253.20135791113151719212325272931试验频次/次图3 天然砂细度模数X图由图3 可知：机制砂细度模数控制上限为3.4 5，下限为3.2 4，平均细度模数为3.3 5，极差平均值为0.04。天然砂细度模数偏大，不满足规范要求，需采取相应措施进行调整。（2）绘制天然砂石粉含量X图，见图4。图4中,中心线CL=5.07;R，中心线CL=1.17;控制上限:UcL=X+2.58Rs=5.07+2.58 1.17=8.09;控制下限:LcL=X-2.58Rs=5.07-2.58 1.17=2.06。由图4 可知：天然砂石粉含量平均值为5.0 7，极差平均值为1.1 7。天然砂石粉含量偏低，不满足规范要求，且波动较大，需采取相应措施进行调整。3机制砂与天然砂掺配试验机制砂和天然砂的掺配选取2:1,3:1 和4：1 的石粉含量控制上限控制下线一一中心线8.807.806.805.804.803.802.801.801357图4 天然砂石粉含量X图配比进行试验检测。通过试验检测得出混合砂细度模数如下：Mx=42+43+4+45 46-54135791113151719212325272931试验频次/次图2 机制砂石粉含量X图91113151719212325272931试验频次/次100%-A1式中：A1,A2，,A 6 分别为按5.0 0 0,2.5 0 0,1.2 5 0，0.600,0.315mm和0.1 6 0 mm过筛的累计筛余百分比。3.1机制砂和天然砂2:1 掺配后细度模数试验成果（1）绘制机制砂和天然砂2:1 掺配后的混合砂细度模数X图,见图5。图5 中，中心线CL=2.80；Rs中心线CL=0.02;控制上限:UcL=X+2.58R。=2.80+2.580.02=2.86;控制下限:LcL=X-2.58Rs=2.80-2.58 0.02=2.73。细度模数控制上限控制下限一一控制中心线2.9022.852.802.752.70135791113151719212325272931试验频次/次图5 机制砂和天然砂2:1 掺配后细度模数X图由图5 可知：混合砂细度模数控制上限为2.8 6，下限为2.7 3，平均细度模数为2.8 0,极差平均值为0.02。机制砂和天然砂按2:1 比例掺配,混合砂细度模数偏大，已有部分样品满足规范要求，仍需对掺配比例进行调整。（2）绘制机制砂和天然砂2:1 掺配后的混合砂石粉含量X图，见图6。图6 中，中心线CL=11.17;Rs中心线CL=0.58;控制上限:UcL=X+2.58Rs=11.17+2.580.58=12.66;控制下限：LcL=X-2.58Rs=11.17-2.58 0.58=9.67。由图6 可知：混合砂石粉含量控制上限为12.66，下限为9.6 7，混合砂石粉含量平均值为11.17,极差平均值为0.5 8。混合砂石粉含量满足55.2023年6 月规范要求。12.85 f石粉含量+控制上限+控制下线-一中心线12.35-11.8511.3510.8510.359.859.35135791113151719 212325 272931试验频次/次图6 机制砂和天然砂2:1 掺配后石粉含量X图3.2机制砂和天然砂3:1 掺配后细度模数试验成果（1）绘制机制砂和天然砂3:1 掺配后的混合砂细度模数X图，见图7。图7 中，中心线CL=2.74；Rs中心线CL=0.02;控制上限:UcL=X+2.58Rs=2.74+2.580.02=2.80;控制下限:LcL=X-2.58Rs=2.74-2.58 0.02=2.67。细度模数控制上限控制下限一控制中心线2.825 2.8002.775数2.750k2.7252.7002.6752.65035791113151719212325272931试验频次/次图7 机制砂和天然砂3:1 掺配后细度模数X图由图7 可知：混合砂细度模数控制上限为2.8 0，下限为2.6 7,平均细度模数为2.7 4，极差平均值为0.02。机制砂和天然砂按3:1 比例掺配，混合砂细度模数满足规范要求。（2）绘制机制砂和天然砂3:1 掺配后的混合砂石粉含量X图，见图8。图8 中，中心线CL=12.08;Rs中心线CL=0.48;控制上限：UcL=X+2.58R=12.08+2.580.48=13.33;控制下限：LcL=X-2.58Rs=12.08-2.58 0.48=10.84。石粉含量控制上限控制下线一一中心线13.50F12.5010.501357911 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31试验频次/次图8 机制砂和天然砂3:1 掺配后石粉含量X图由图8 可知：混合砂石粉含量控制上限为13.33，下限为1 0.8 4，混合砂石粉含量平均值为12.08，极差平均值为0.4 8。混合砂石粉含量满足56.水利水电快报EWRHI规范要求。3.3机制砂和天然砂4:1 掺配后细度模数试验成果（1）绘制机制砂和天然砂4:1 掺配后的混合砂细度模数X图,见图9。图9 中，中心线CL=2.72；Rs中心线CL=0.02;控制上限:UcL=X+2.58Rs=2.72+2.580.02=2.77;控制下限:LcL=X-2.58Rs=2.72-2.58 0.02=2.67。细度模数控制上限控制下限一一控制中心线2.775斤.2.750数2.7252.7002.6752.65053图9 机制砂和天然砂4:1 掺配后细度模数X图由图9 可知：混合砂细度模数控制上限为2.7 7，下限为2.6 7，平均细度模数为2.7 2，极差平均值为0.02。机制砂和天然砂按4:1 比例掺配，混合砂细度模数满足规范要求，但从效益方面分析，经济合理性不够。（2）绘制机制砂和天然砂4:1 掺配后的混合砂石粉含量X图，见图1 0。图1 0 中，中心线CL=12.04;Rs中心线CL=0.29;控制上限:UcL=X+2.58Rs=12.04+2.580.29=12.80;控制下限：LcL=X-2.58Rs=12.04-2.58 0.29=11.28。石粉含量控制上限控制下线一一中心线13.1011.10一35791113151719212325272931试验频次/次图1 0 机制砂和天然砂4:1 掺配后石粉含量X图由图1 0 可知：混合砂石粉含量控制上限为12.80，下限为1 1.2 8，混合砂石粉含量平均值为12.04，极差平均值为0.2 9。混合砂石粉含量满足规范要求。4结语试验结果分析表明：同时满足经济性和规范(下转第6 4 页）第 4 4 卷增刊 191113151719212325272931试验频次/次2023年6 月4 结 论（1）通过比测分析，雷达测流系统实测流量与转子式流速仪实测流量高水相关关系较好，比测随机不确定度为6.4%，系统误差为0.8 1%，符合河流流量测验规范要求。但比测样本较少，可继续加强比测。建议高水使用率定系数0.9 433，通过雷达流量换算为转子式流速仪流量，以应对攀枝花站突发高洪时的流量监测。需评估每年高水检验系数是否稳定，如有变化，需重新比测率定系数。中低枯水受下游电站施工影响，比测结果不理想，随机不确定度偏大，不符合要求，可分段继续加强比测。(上接第5 6 页)要求的机制砂和天然砂掺配比例是3:1。按此比例掺配后，混合砂细度模数控制为2.6 7 2.8 0,细度模数满足规范要求，混合砂细度模数处于受控状态。孤山航电枢纽工程机制砂与天然砂掺配后，混合砂细度模数得到了有效控制，说明该工程机制砂和天水利水电快报EWRHI（2）水位变化较大时，雷达测流系统施测的流量与流速仪实测的流量差异较大。由于雷达测流系统测速受外界条件干扰，建议在比测过程中尽量避开强风、强雷电、水位涨落大等情况参考文献：1黄振宇，罗毅，瞿靛.双轨式雷达波自动测流系统在横江水文站的应用J.珠江水运，2 0 2 2，5 5 3（9）：15-17.2苏楚雄.博白水文站双轨全自动雷达波在线测流系统比测分析J.广西水利水电，2 0 2 0,19 3（1）：6 1-64,68.(编辑：唐湘酋,张爽）然砂掺配工艺是可行的。参考文献：1楚学勇，张瑞.人工砂与天然砂的混合应用研究J.东北水利水电,2 0 11（4）：33-34.第 44 卷增刊 1(编辑：李慧)长江水文欢迎关注“长江水文”微信公众号欢迎关注“长江之鉴”微信公众号64.