轻骨料混凝土在筒仓工程中的应用.pdf

2 0 1 3 年1 O 月 总 第1 4 5 山西冶金 SH AN X I M ETALLU RGY 生产实践 应用技术 轻骨料混凝土在筒仓工程 中的应用 O c t obe r，201 3 Tor a l of1 45 孙曼莉 ( 山西工程职业技术学院， 山西 太原 0 3 0 0 0 9) 【 摘要】 论述 了筒仓工程 中以部分轻骨料混凝土代替普通混凝土的应用研究，阐述了轻骨料混凝土在 工程应用中的配合比设计方法，并对轻骨料混凝土在筒仓工程 中的经济效益提 出了一些建议，为工 程技术人员和轻骨料混凝土研究人 员提供 了一些数据参考。 【 关键词】筒仓轻骨料混凝土混凝土强度混凝土配和比 【 中图分类号】T U5 2 8 0 4 1 文献标识码】B 【 文章编号】1 6 7 2 - 1 1 5 2 ( 2 O 1 3 ) 0 5 0 0 6 7 0 2 普通混凝土由于材料密度大 ，导致结构 自重较大，使 其在工程领 域的应 用范围受到了局限 。为了解决这个缺 陷 ，发展轻骨料混凝土 ，是混凝土结构在工程中应用发展 的必 然趋势。轻骨料 混凝土是 以天然多孔轻骨料 ( 如浮 石 )、人造轻骨料 ( 如陶粒 )、工业废料轻骨料 ( 如矿渣 珠 )等作粗骨料 ，天然砂或轻砂作细骨料 ，用硅酸盐 水 泥、水和外加剂 ( 或不掺外加剂 )按混凝土的配比要求 ， 配制而成的干表观密度不大于1 9 5 0 k g m 的混凝土。笔者 有幸参与了中煤六盘水处筒仓工程施工 中轻骨料混凝土从 试配到工程应用的全部过程 ，在这里对轻骨料混凝土的试 配做个简要分析。 1 工程 概况 该工程是位于山西省寿阳县境内的4 座直径1 7 m，高 4 5 m 的立式筒仓构筑物，由中煤建设集团六处第一项 目部 承建 。由于构筑物地处山脚处 ，地质条件较差，虽经地基 处理 。但地基承载力仍不能满足筒仓 的荷载作用 。经设计 单位同建设单位协商论证 ，决定在不减少筒仓原煤满载储 量的前提下 ，将筒仓内漏斗抹坡填充材料 由原来的普通混 凝土改为轻骨料混凝土，这样处理的结果使筒仓的 自重得 到了显著减轻 ，从而保证 了建设单位生产的需要。 2 设计参数确定及材料选用 根据工程的实际情况 ， 设计院最终确定所采用的的轻骨 料 混 凝 土 强 度 等 级 为 L C 1 5 ， 干 表 观 密 度 不 大 于 l 5 0 0 k g m 3 ，坍落度控制在5 0 - 7 0 r a m。设计单位提出以粉煤 灰陶粒 、膨胀珍珠岩、页岩陶料及黏土陶粒作为轻粗骨料可 【 收稿日 期】 2 0 1 3 - 0 9 - 0 7 【 f 乍 者简介】孙曼莉 ( 1 9 6 3 一 )，女，现在山西工程职业技术学 院从事建筑材料实 验教学工作，实验师。E - m a il ：5 0 3 1 7 0 0 0 7 q q C O rn 选用材料，最后从造价、混凝土质量稳定性、施工操作等多 方面分析，确定选用密度等级为4 0 0 级、粒径为1 0 2 5 ra m 的 黏土陶粒。细骨料采用当地长榆河产的水洗中砂， 胶凝材料 选用榆次水泥厂出品的P 0 4 2 5 水泥。 3 混凝土配合比的设计及试配 这次试配试验 由施工方技术员王工、寿阳建筑工程质 量监督检验站试验室的邵工和本人具体实施 。依据国家 轻骨料混凝土技术规范 ( J G J 5 2 2 o 0 2 ) 的规定 ，轻 骨料混凝土的试配强度要求具有9 5 的保证率。试配强度 o 按以下公式确定。 。o +1 645 a 式中， 混凝土立方体抗压强度标准值，这里取1 5 MP a 。 由于该混凝土强度等级小于L C 2 0 ， 故标准差。 取为4 0 MP a 。 则该混凝土试配强度 ： = 1 5 + 1 6 4 5 x 4 0 = 2 1 5 8( MP a ) 根据质监站提供的施工单位近期的水泥、砂的检验报 告数据显示 ， P 0 4 2 5 水泥2 8 d 的抗压强度为4 4 8 MP a ，抗折 强度为7 5 MP a ， 安定性及凝结时间均符合标准要求，水洗 砂的堆积密度为1 4 5 0 k g ， m 。 ， 含泥量 ( 质量分数 ) 为4 ，细 度模数为2 6 。黏土陶粒的检验报告由中国建筑科学研究总 院质量检测中心 出具 ，该黏土陶粒粒径为l O 一 2 5 mm圆球 型 ，堆积密度为3 6 2 k g m 。 ，筒压强度为1 6 MP a ，吸水率为 6 5 。根据 ( J G J 5 1 7 - 2 0 0 2) 中的相关规定 ，并结合现场 实 际情况 ，确定P 0 4 2 5 水泥用量为4 3 0 k g m ， 净用水量 1 9 0 k g ma ，砂率 ( 质量分数 ) 选择4 4 ，用体积法进行计 算 ，则圆球型轻骨料混凝土粗细集料 的总体积 ( ) 应取 1 2 0m。 。 按体积计算 ： = = 1 2 0 O 4 4 = 0 5 3( ma ) = 一 = 1 2 00 5 3 = 0 6 7( m。 ) 一 67 第5 期 总第1 4 5 期 山西冶金 SHA NX I M ETALLU RG Y 按质量计算：m。 = P 。 ， = 0 5 3 X 1 4 5 0 = 7 6 8 ( k g m ) - = p 。 = 0 6 7 X 3 6 2 = 2 4 2 ( k g m ) 式中， ， 掳I ； 。 ，m。 分 别为混凝土细集料和粗集料的用量， k g ；p p 。 1 分别为细 集料、粗集料的堆积密度，k g m。 。 轻骨料混凝土的干表观密度p 按以下公式计算 ： p d =1 15 m +m + 。 式中，m 混 凝土的水泥用量 ， k g m。 。 d =1 1 5 X 4 3 0 + 7 6 8 +2 4 2 =1 5 0 4 k g m。 结果基本符合设计要求 ，可将此配合 比定为基准配 合比，编号记为A 。依次选取与基准配合比中水泥用量相 差1 0 的两个水泥用量 ，用水量保持不变 ，砂率根据实际 情况适当调整 ，再设计另外2 个编号为A一和A+ 的2 个配合 比，这样3 个配合比的材料组成见表l ， 材料用量单位均为 kg m。 。 表1 1 m A，A一，A+配合比试配材料用量表 编号 砂 搴， 水涮 k g 水 L T k g 陶l(t k g A 44 43 O 19 0 7 68 24 2 A一 4 0 38 7 1 9O 69 6 217 A+ 50 473 1 90 87 0 263 按照表l 的3 个配合比换算出0 0 3 m ! 骨料混凝土的 试配材料用量见表2，然后进行试配。 g 2 O 0 3 I 1 3_ A，A一，A+ 配合比试配材料用量表 编 号 I 水河k g l 水 L l T t W k g 陶 粒 ， k g A l 1 2 9 I 5 7 l 2 3 0 4 7 2 6 A I 1 1 6 l 5 7 I 2 0 8 8 7 8 9 A + l 1 4 1 9 J 5 7 J 2 6 1 6 5 1 首先将砂及陶粒作烘干处理后 ，分别进行称重 ，称 好后将陶粒放入水 中_进行1 0 h 的预湿处理 ，试配 是将水 泥 、砂 、陶粒先进行干拌均匀 ，然后进行加水预拌 ，目 测保水性、黏聚性较好 ，坍落度测定为6 2 mm；以同样方 法对A+ 和A 一 配 比进行试配 ，在对A 一 配 比试配时 ，由于 水泥用量及细集料用量的减少 ，陶粒用量相应增加 ，在 同样用水的情况下 ，导致混凝土坍落度增加 ，测得坍落 度值1 0 5 m a l l ，并出现分层离析现象 ；试配A + 酉 己 比是 ，因为 水泥及细集料用量的增加，陶粒用量的相对减少 ，在 同样 用水的情况下 ， 拌制出的混凝土坍落度实测值为4 9 mm， 和 易性比基准配合比混凝土要差一些 。 将表2 中的3 种试配的混凝土装入1 0 0 m m 。 的试模制成 试块 ，由于轻骨料混凝土 中的轻骨料在振捣 时上浮 ，很 容易造成离析现象 ，因此 ，在实验室 以手工振动方法振 实 ，之后将所有成型试块放入标准养护箱进行标养。 4 混凝 土施 工配 合 比的确 定 在试块养护7 d 后 ，对上述3 个配合比试配的试块进行 一 68一 抗压强度和干密度测定。数据见表3 。 No 5 Tot a l of1 45 表3 7 A，A一，A+配合比混凝土试块的 抗 压强度 和 干密度值 配合 比编号 A A A+ 抗压 强度 MP a 1 1 5 1 4 2 1 2 7 9 6 1 2 1 。 7 5 1 3 3 1 4 3 1 6 5 抗压 强度平 均位， MP a 1 2 8 9 7 1 47 试 块干质量， g 1 5 2 1 。 1 5 6 5 1 5 3 3 1 4 2 0 1 4 7 4 ， 1 4 9 0 1 6 1 5 1 5 9 3 1 6 3 4 试块干 质量 平均I g 1 5 4 0 1 4 6 1 1 61 4 由表3 可看 出，按基准配合比配置 的混凝土强度平均 值达到l 2 8 MP a ，干密度接近设计要求，结果不太理想 ； A + 强度较高 ，而干密度超标明显 ；A 一 千密度符合设计要 求 ，但强度明显较低 。从初步的测试结果可以得出这样的 现象 ： 在用水量不变的情况下 ，减少水泥用量，增加陶粒 用量 ，混凝土的干密度会减轻 ，但强度也会降低 ，且出现 分层离析，这种状态不符合现场施工要求。反之 ，增加水 泥用量，减少陶粒用量 ，混凝土强度提高了，但其干密度 也增加了。鉴于以上分析 ，决定微调混凝土基准配合比再 进行试配 ，找 出更合理 的施工 配比 。首 先确定 编号为 B， B + 和B 一 的每m 骨料混凝土的材料用量见表4 。 表4 1 m B，B一，B+配合比试配材料用量表 水 涮 k g 水， L 砂， k 口 粒， k g B 3 0 1 95 7 70 24 0 8 42 0 1 8 5 6 85 21 5 B+ 41 0 1 9O 795 23 0 依据此3 种 配比换算后 ( 按0 0 3 m 计 )再次进行试 配 ， 操作方法与第一次相同，此次拌合的罐 且 混凝土和易性表 现均较理想 ，坍落度分别是B 为6 5 m m，B一 为6 0 m m，B + 为 6 8 m m。将3 组混凝 土拌合物装 入试模制 成试块进 行养 护 ，7 d 后对第二次制作的试块进行抗压强度和干密度测 试，结果见表5 。 袁5 7 d B，B一，B + 配合比混凝土试块的抗压强度和干密度值 B B B+ 抗 压强度 MP a 1 0 6 1 4 71 2 9 1 3 8 1 7 t 1 3 1 1 2 0 1 5 3 1 1 4 平均值， MP a 1 2 7 1 4 7 1 2 9 试块 千I g 1 5 9 5 1 4 8 5 1 5 3 1 5 2 8 1 5 0 7 1 4 8 2 1 5 1 5 1 5 4 0 1 4 5 6 平均 g 1 5 3 7 1 5 0 6 1 5 0 4 从表5 中可 以看出，按B 一 号配比试配的试块理论上最 接近实际要求 ，但是否为最理想的配比，要等到2 8 d 标准 养护试压后才能确定。 首先达2 8 d 龄期的第一次试配的3 组试块经试压和干 密度的测定 ，数据见表6 。 表6 2 8 d A，A 一 ，A + 配合混凝土试块的抗压强度和干密度值 编号 A A A+ 2 8 d 抗 压强度 MP a 1 9 31 9 8 2 2 2 1 7 91 5 41 8 6 2 2 8 3 2 5 0 2 3 5 2 8 d 抗压强 度平均 值， MP a 1 9 8 1 5 4 2 3 8 试块 干t， g 1 4 9 2 1 5 3 31 4 8 0 1 4 4 7 。1 4 6 4 1 4 8 2 1 6 1 31 6 2 0 1 5 6 9 试块 干重平均 g lU g 1 5 O 2 1 4 6 4 1 6 0 1 【 下转第7 1 页 ) 第5 期 总第1 4 5 期 山西冶金 SH AN X I M ETALLUR GY 8 发展趋势 发展配型煤 、煤干燥调湿和高效 自动捣固煤饼 等炼 焦煤准备和预处理新技术 ；扩大炼焦用煤资源 ，实现备煤 过程控制 自动化 ；扩大焦炉炭化室容积 ，提高炼焦生产效 率和焦炭质量 ；发展焦炉热工检测控制过程 自动化和烟尘 有效治理新技术 ；完善焦炉 自动化操作 ，发展焦炉煤气净 化新技术 ；开发焦化厂含酚氰废水处理新技术 ；发展粗苯 N o S T ot a l of1 4 5 加氢精制和大型煤焦油加工新技术；开发焦化厂微机控制 管理等新技术。 参考文献 【 1 】 鞍 山焦化耐火材料设计研究院， 主编 焦化设计参考资 料 M】 北京： 冶金工业 出版社， 1 9 8 0 ( 编辑 ：胡玉香 ) Ana l y s i s o f t he Cok i ng Pl a nt De s i g n a nd Pr od uc t S pe c i fic a t i o ns S HI Go n g j i a n ( Me t a l l u r g i c a l D e s i g n I n s ti t u t e o f S h a n x i P r o v i n c e ， T a i y u a n S h a n x i 0 3 0 0 0 1 ， C h i n a ) Ab s t r a c t T h i s p a p e r s u mma r i z e d t h e s c o p e a n d c o n t e n t o f the c o k i n g p l a n t d e s i g n and v a r i o u s t e c h n i c a l i n d i c a t o r s T h e r a t i o n al d e s i g n o f t e c h n o l o g i c a l p r o c e s s ， r e a s o n a b l e l a y o u t o f p r o d u c ti o n wo r k s h o p s an d g e n e r al l a y o u t we r e als o d e s c ri b e d i nd e t a i l 【 K e y wo r d s 】 s c o p e o f d e s i g n， d e s i g n c o n t e n t ， g e n e r al l a y o u t ， ma i n t e c h n i c al a n d e c o n o mi c i n dic a t o r s ( 上 接第6 8 页 ) 其次，对第二次试配的2 8 d 试块进行试压和称量 ，结 果 见表7 。 表7 2 8 dB，B一，B +配合比混凝土试块的 抗 压 强度和 干 密度值 B B B+ 2 8 d 抗压 强度 MPa 2 1 72 3 1 2 3 8 2 2 71 1 9 9 。2 3 4 1 8 2 2 3 51 7 8 2 8 d 抗压 强度平 均值 MPa 22 9 22 0 19 8 试块 千I V g 1 5 3 9 1 5 5 0 1 5 0 8 1 4 9 21 5 2 8 1 4 8 1 1 4 9 81 5 1 5 。1 4 8 8 试块 干重 平均值， g 1 5 3 2 1 5 0 0 1 5 0 0 综合表6 ，表7 6 组数据分析 ，不难看 出B 一 轻骨料混凝 土配合比为理想的施工配合比 ，在经质监站相关工程师的 认定后 ，B 一 配合比以正式混凝土施工配合比通知单下达 至施工单位 。 5 结语 经施工单位半个多月的施工 ， 4 个筒仓内的轻骨料混 凝土填充部分全部浇筑完毕，试压试块2 6 组 ，平均抗压强 度达到1 8 8 MP a ，最小值亦达到了1 7 6 MP a ，按照非数理 统计方法计算判定该批轻质混凝土为合格 ，达到了设计要 求。由于轻骨料混凝土的应用 ，全部构筑物的总 自重减轻 了将近7 0 0 t ，取得了非常显著的效果 。 ( 编辑：苗运平 ) The App l i c a t i on o f Li g h t we i g ht Agg r e g a t e d Co nc r e t e i n S i l o Cons t r uc tio n S UN M a n l i ( S h a n x i E n g i n e e r i n g Vo c a ti o n al C o l l e g e ， T aly u a n S h a n x i 。0 3 0 0 0 9 ) Ab s t r a c t 】T h i s p a pe r dis c u s s e d the a p p l i c a t i o n o f s i l o c o n s t r u c ti o n wi th Li g h t we i g h t a g g r e g a t e c o n c r e t e i n s t e a d o f n o r mal c o n c r e ， an d e x p o u n d e d t h e mi x p r o p o r t i o n o f L i g h t we i g h t a g g r e g a t e c o n c r e t e i n e n g i n e e r i n g a p p li c a ti o n An d i t p r o p o s e d s o me s u g g e s ti o n O l l t h e e c o n o mic b e n e fi o f s i l o p r o j e c t o n Li g h t w e i g h t a g g r e g a t e c o n c r e t e ， p r o v i d i n g s o me ref e r e n c e d a t a f o r t h e s t u d y o f e n g i n e e rin g a n d t e c h n i c a l p e r s o n n e l s o f l i g h t we i g h t a g g r e g a t e c o n c r e t e K e y wo r d s 】 s i l o ， l i ght we i g l l t a g gre g a t ed c o n c r e t e ， c o n c r e t e s tr e n g th， m i x p r o p o r t i o n o f c o n c r e t e 一 71