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黄河水洗特细砂砼研制成果分析返回一、特细砂砼课题背景 韩城第二发电厂位于韩城下禹口，紧傍黄河西岸。距西安260公里，总装机容量为260万千瓦。砼总需求量为20万立方米。生产用砂需10万立方米以上。若采用西安灞河中砂，不但运费过大，且砂源紧缺，质量不易保证。为解决这一实际问题，中心试验室曾多次派人赴韩城对当地砂源进行了详细调查。初步认为，黄河水洗特细砂资源丰富，质量稳定，无论从质量上，数量上均可以满足韩二工程需要。为进一步技术取证，2001年10月开始进行系列性试验分析，试验结果证明，按照BJG1965特细砂砼配制及应用规程和JGJ552000普通混凝土配合比设计规程要求，完全可以配制出符合标准要求的各等级混凝土，并具有显著的技术经济效益。该研究成果已于2002年五月24日在陕西省建设工程质量安全监督总站组织的黄河水洗特细砂研制成果应用技术论证会上得到了所有专家的一致肯定。二、黄河水洗砂生产能力及质量检验1.生产能力经中心试验室汇同公司物资公司共同调查，四个黄河水洗特细砂生产厂家（大前、振海、宝斌、游乐园）主要分布在黄河西岸5-25坝区，最远距离距韩二电厂施工现场不超过5KM。每厂家日生产能力为400m3，综合日生产能约1500m3，年生产能力约50万m3。扣除汛期（7月、8月、9月）和冰冻期（12月、1月、2月），实际年生产能力约25万m3。四砂厂综合储备能力最少在8万m3。韩二电厂一期工程全部混凝土用砂为10万m3，时间大概在一年半至两年之间。年用砂量大约为56万m3。按以上情况分析，黄河水洗特细砂生产能力完全能满足韩二电厂工程需要。2.质量检验为确保工程质量万无一失，我们汇同陕西省建筑研究院，西安建筑科技大学对黄河水洗特细砂进行了全面理化检验分析，检验分析结果见表1-3。表一、黄河水洗特细砂物理检验结果厂家密度kg/m3松散体积密度kg/m3松散空隙率%含泥量%累计筛余（%）细度 摸数筛孔尺寸（mm）4.752.361.180.600.300.15大前25001476411.00000.435961.3振海25051528391.20002.038781.18宝斌25101506401.40003.034841.21游乐园25001480410.90001.043951.39检 验 依 据GB/T14684-2001表二、黄河水洗特细砂有害物质含量化分结果项目标准要求大前振海宝斌游乐园云母，%2.00.20.10.20.1轻物质，%1.00.20.30.30.3有机物，（比色法）合格合格合格合格合格硫化物及硫酸盐，%0.50.10.10.20.2氯化物，%0.020.0040.0060.0030.005检验结果所检项目满足标准类指标要求。表三、黄河水洗特细砂坚固性检验结果项目标准要求大前振海宝斌游乐园质量损失，% 86.07.15.85.6检验依据GB/T14684-2001所有理化检验分析结果证明，黄河水洗特细砂各项质量指标均符合GB/T14684-2001标准二类砂规定，可配制C30C60各等级混凝土。三、技术路线思考本次专题试验主要目的是利用韩城当地黄河水洗特细砂，配制出符合国家现行标准的各等级混凝土。韩城黄河水洗特细砂虽然含泥量较小，粒径均匀，但由于其细度摸数较小，比表面积较大，空隙率大而必然导致水泥用量加大，用水量加大。用水量大混凝土中含水量增加，用灰量大，混凝土中浆体含量增加。这两大两增，对硬化后混凝土强度指标及体积收缩极为不利。为弥补这种材料性质的先天不足，本专题试验拟订采取SDB800高性能泵送剂和HZ超细粉复合使用。SDB800高性能泵送剂可大量减少混凝土拌合用水。HZ超细粉具有良好的增强和膨胀作用。从理论上推导，它们的共同采用，应能够克服特细砂混凝土所固有的质量缺陷。四、其它材料状况本次专题试验采用秦岭、尧柏牌普通硅酸盐水泥，韩城下禹口当地生产的525mm石灰岩碎石，黄河水洗特细砂，HZ超细粉，SDB800高性能泵送剂，现场生产用水。水泥、砂石、超细粉、外加剂质量分别表410。表四：秦岭牌32.5R水泥物理性能检验结果水泥安定性凝结时间三天强度28天强度初 凝终凝抗压(MPa)抗折(MPa)抗压(MPa)抗折(MPa)合格2h21min4h33min28.16.047.88.1检验依据GB/T1346-2001GB175-99GB/T17671-99表五：尧柏牌32.5R水泥物理性能检验结果水泥安定 性凝结时间三天强度28天强度初 凝终 凝抗压(MPa)抗折(MPa)抗压(MPa)抗折(MPa)合 格2h10min3h55min27.85.846.67.8检 验 依 据GB/T1346-2001 GB175-99 GB/T17671-99表六：秦岭牌42.5R水泥物理性能检验结果水泥安定 性凝结时间三天强度28天强度初 凝终 凝抗压(MPa)抗折(MPa)抗压(MPa)抗折(MPa)合 格2h28min4h51min33.16.552.59.0检 验 依 据GB/T1346-2001 GB175-99 GB/T17671-99表七：尧柏牌42.5R水泥物理性能检验结果水泥安定 性凝结时间三天强度28天强度初 凝终 凝抗压(MPa)抗折(MPa)抗压(MPa)抗折(MPa)合 格2h42min4h25min34.27.153.49.1检 验 依 据GB/T1346-2001 GB175-99 GB/T17671-99表八：石灰石碎石物理性能检验结果密度(kg/m3)松散体积密度kg/m3松散空隙率%含泥量%累计筛余（%）压碎值（%）筛孔尺寸（mm）31.525.016.05.002.502700139148无036895997.7检验依据GB/T14685-2001表九：HZ超细粉比表面积cm2/g细度0.045mm筛 筛余%烧 失 量 %需水量比 %三氧化硫含量%安定性：雷氏夹膨胀值mm70201.00.86880.560.72检验依据Q/SXNT-JC-1-99表十：SDB-800减 水 率 %固 体 含 量 %密 度g/ml氯 离 子 含 量%水泥净浆流动度mm2635.01.120230检验依据JC473-2001五、试验目标及检验依据1.试验目标本次专题试验的主要目标是利用黄河水洗特细砂,配制出能满足韩城二电厂工程所需要的各等级泵送混凝土,故试验目标应同时满足以下几点:. 混凝土配制强度应满足C10-C50各等级设计强度值加1.645。=4Mpa。. 新拌混凝土塌落度保留值应控制在1小时内基本无损失。. 硬化后混凝土物理收缩值不大于普通混凝土物理收缩值范围（150-100010-6）。. 抗冻渗混凝土性能应满足国家现行规范。2.检验依据检验方法按普通混凝土力学性能试验方法（GBJ8185）及普通混凝土长期性能和耐久性试验方法（GB8285）进行。六、试验结果汇总本次专题试验共安排C15、C20、C25、C30、C35、C40、45、C50八等级混凝土配制，每等级采用九次平行试验进行优选。本次试验制作3天、7天、28天、60天、90天抗压试块5组，收缩试件1组，每品牌水泥共成型普通试块432组（秦岭牌一套、尧柏牌一套）。同时制作C25 P6 F150、C30 P8 F200、C40 P8 F200抗冻渗试件6组件。通过大量试验数据对比分析，优选后的八等级混凝土定型配合比均十分理想，定型配合比综合数据见表九表十一。表十一：韩城二电厂特细砂混凝土配合比优选检验结果（秦岭牌水泥）强度等级配合比重量比塌落度(mm)1h塌落度值(mm)强 度 MPa收缩值10-6水泥+HZ:砂子:石子:水:外加剂R3R7R2828d60d90dC15200+120:762:1139:166:9.618018010.916.226.03303604101:2.38:3.56:0.52:0.03C20220+120:734:1146:163:10.218017012.418.228.73103404001:2.16:3.37:0.48:0.03C25234+120:716:1167:163:10.6223022014.621.633.83003103801:2.02:3.30:0.46:0.03C30260+120:699:1140:163:11.418518016.824.238.32953083701:1.84:3.00:0.43:0.03C35300+120:648:1152:160:12.619018024.633.245.82802853501:1.54:2.74:0.38:0.03C40360+120:576:1166:175:14.422021025.537.249.72652703301:1.20:2.43:0.36:0.03C45420+110:541:1149:175:15.923022033.342.054.62552603001:1.02:2.17:0.33:0.03C50450+110:554:1126:175:16.823021039.753.464.12302452801:1.01:2.05:0.31:0.03说明1.水泥：C35以下为秦岭牌32.5R级；C40以上为秦岭牌42.5R级水泥2.石子为5-25mm碎石。韩城当地。3.砂子为黄河细砂MX=1.3。4.外加剂为SDB-800泵送剂3%掺量。5.HZ为砼专用超细料。6.检验依据：JGJ55-2000表十二：韩城二电厂特细砂混凝土配合比优选检验结果（尧柏牌水泥）：强度等级配合比重量比塌落度(mm)1h塌落度值(mm)强 度 MPa收缩值10-6水泥+HZ:砂子:石子:水:外加剂R3R7R2828d60d90dC15200+120:762:1139:166:9.618018010.215.825.73283634131:2.38:3.56:0.52:0.03C20220+120:734:1146:163:10.218017012.117.927.93083354021: 2.16:3.37:0.48:0.03C25234+120:716:1167:163:10.6223022014.021.132.93033093781: 2.02:3.30:0.46:0.03C30260+120:699:1140:163:11.418518015.923.837.62903003701:1.84:3.00:0.43:0.03C35300+120:648:1152:160:12.619018024.032.244.42812833521:1.54:2.74:0.38:0.03C40360+120:576:1166:175:14.422021025.938.050.22692733331:1.20:2.43:0.36:0.03C45420+110:541:1149:175:15.923022034.042.955.22582613011: 1.02:2.17:0.33:0.03C50450+110:554:1126:175:16.823021040.255.165.32312442821:1.01:2.05:0.31:0.03说明1.水泥：C35以下为尧柏牌32.5R级；C40以上为尧柏牌42.5R级水泥2.石子为5-25mm碎石。韩城当地。3.砂子为黄河细砂MX=1.3。4.外加剂为SDB-800泵送剂3%掺量。5.HZ为砼专用超细料。6.检验依据：JGJ55-2000 表十三：韩城二电厂特细砂水工混凝土配合比优选检验结果（秦岭牌水泥）强度等级配 合 比 重 量 比重量损失率 %弹摸相对下降量%水压Mpa渗 水 情 况 描述（单块渗水高度mm）水泥+HZ:砂子:石子:水:外加剂C25P6F150260+120:699:1140:163:11.42.327.10.7100、80、77、98、68、831:1.84:3.00:0.43:0.03C30P8F200300+120:648:1152:160:12.62.22500.999、87、95、83、85、781:1.54:2.74:0.38:0.03C40P8F200360+120:576:1166:158:14.42.323.70.988、79、86、77、83、771: 1.2:2.43:0.33:0.03检验依据JGJ55-2000GBJ82-85注：a为水胶比：a1水泥为32.5R 、a2水泥为42.5R。b为用水量：b132.5R用水量、 b2为42.5R用水量。 七、结果分析 1.技术分析 表九、表十多等级混凝土检测数据，代表了本专题81次试验的综合最佳水平，试验数据表明，本专题原定技术目标已全部完成：新拌混凝土和易性良好，塌落度一小时基本不损失，强度指标，抗冻渗性能均符合规范要求，收缩值未大于普通混凝土常规范围（1501000106）。参照图一、图二多等级混凝土用水量及水胶比曲线分析，我们可以看出，本次专题试验采用HZ超细粉和SDB800泵送剂双掺的技术手段是相当成功的。SDB800泵送剂使混凝土拌合用水大量减小，较小水胶比得以成立，加之超细粉的增强与微膨作用，对提高特细砂混凝土强度和补偿收缩均大有促进。整个试验过程用水量十分稳定，水胶比层次分明，强度等级增递均匀。这说明，这次系列性试验符合鲍罗米公式和雷若公式规律。试验过程稳定，试验数据稳定，使成果转化成实际应用的可靠保证。值得注意的是，未来的施工环境湿度和试验室养护湿度是有很大差异的。尽管所有普通混凝土的配制与实际施工都存在这一问题，但仍然需要特别强调，因为养护湿度对混凝土体积收缩是至关重要的，尤其是特细砂混凝土，相对湿度对混凝土收缩影响见表十四： 表十四：相对湿度影响系数 空气湿度特征 相对湿度% 校正系数 很干的干的正常的湿的潮湿的 75 1.41.31.00.850.70 2经济分析 本专题试验主题是利用韩城黄河水洗特细砂配制出能满足韩城二电厂工程的多等级混凝土，以解决灞河砂砂源不足，运距过远等问题，同时也具有较大的经济效益。在HZ超细粉和SDB800泵送剂双掺技术作用下，每立方米混凝土用水量平均下降40Kg，胶结材料平均比水泥定额下降75Kg，另外灞河中砂和韩城特细砂到现场每立方米成本差价50元。一期工程按20万立方米混凝土计算，成节约将是非常可观的。 表十五：灞河中砂和韩城特细砂差价分析 灞河中砂 进厂价 韩城特细砂 进厂价 差价 总体砂用量 总体差价 80元/m3 25元/m3 55元 2000000.5=10万立方米 550万元 表十六： 多等级特细砂施工配合比水泥用量与定额分析（秦岭牌） 5-25 mm碎石 塌落度20020mm强度等级 1水泥定额用量 2实际水泥用量 3超细粉用量 差 价1-（2+3）（元） 水泥强度 价值（元） 水泥强度 价值（元） 用 量（kg/m3）价 值（元） 用量（kg/m3） 用 量（kg/m3）C15 32.5 152.22 32.5 86.0 120 43.2 23.0 354 200 C20 32.5 178.02 32.5 94.6 120 43.2 40.22 414 220 C25 32.5 206.4 32.5 100.62