机制砂中石粉对混凝土性能的影响科研立项书

1、附件1 科技研发项目立项申报书项目名称: 机制砂中石粉对混凝土性能的影响 项目类别： 高效节能-节能建材与绿色建材的制造技术 承担单位: 诚晟商砼 项目负责人: 盛哥一直都在 申报日期: 2017.3.28 诚晟商砼2017年3 月 28日项目负责人承诺书按照江苏诚意工程技术研究院科研制度要求，我们对该项目申请进行了认真审核，并承诺如下：1、 本人对本项目提交的项目申报资料完整性、真实性、可行性负有完全责任，所申报项目的科研内容、方法和目标亦均符合国家法律法规。 2、 本项目在实施过程中，本人将确保本项目的任务得以精确、科学、有效、按期完成；经费使用经确保透明、节约、规范。3、根据研究院的相关

2、管理规定，本人将切实履行了项目负责人职责，如有失职或渎职行为，同意研究院追究相关责任，并按照国家相关法律法规的规定，承担相关法律责任。 科研项目负责人： 年 月 日1、 立项依据1、 本项目国内外科技创新发展概况和最新发展趋势： 国外在机制砂石粉对混凝土性能的影响方面起步较早，而我国在机制砂方面的研究应用则相对滞后。早在60年代，国外许多大型水利水电工程就已经广泛采用机制砂作为混凝土的细骨料，而我国在1966年才创立第一条机制砂生产线。机制砂在建筑用砂中所占比重越来越大，日本在80年代时人工集料与天然集料的比例大约为1:1，而在90年代则上升至2:1。通过不断实践，积累技术经验，机制砂在我国水

3、利水电、房建、道路桥梁等工程方面的应用越来越多，规模也越来越大。水利工程如乌江渡水电站、四川映秀湾水电站、三峡等大型水利枢纽工程；交通工程如永蓝高速公路、南渝高速公路、湖北恩来恩黔高速公路、重庆嘉陵黄花园大桥、等工程（贵州都匀桥梁厂和太原轨枕厂生产的混凝土制品都使用了机制砂）；房建工程如成都福士广场使用C60机制砂自密实清水混凝土、重庆市区很多重点高层工程均采用了机制砂混凝土等等。2、 本项目研究的目的、意义： 目前，混凝土是现代工程结构的主要材料，每年消耗巨大，而砂又是混凝土的重要组成原材料，随着天然中粗砂（江、河砂）资源的逐渐匮乏，寻找部分或完全取代天然中粗砂是必然趋势。与天然砂相比，机制

4、砂具有颗粒表面粗糙、尖锐多棱角、细度模数大、级配不良、石粉含量较高等特性，机制砂中如无一定量的石粉，配置的机制砂混凝土流动性、保水性差，容易离析泌水，同时对混凝土的强度、刚度、收缩、徐变、密实度、渗水性和耐久性也有一定影响。而机制砂掺有一定量的石粉时，可以提高浆体的体积，缓解或消除机制砂粒形差、级配差带来的不良效果。 因此研究徐州地材石粉特性对机制砂混凝土性能的影响，可以寻找机制砂石粉的最佳掺量范围，并且具有很大的经济性和环境效益，有利于生态保护和可持续发展。石粉特性对混凝土性能影响的研究可以解决机制砂混凝土应用中存在的关键技术问题，为机制砂混凝土的推广应用提供技术支持；研究的成果还可以为徐州

5、地方性机制砂混凝土使用技术规程的编制作为参考；进行成果鉴定、成果转化，从而推动机制砂混凝土在徐州市重点工程（如轨道工程）的推广应用，使机制砂应用领域更为宽广，同时解决天然砂资源缺乏的砂源问题。3、 本项目研究现有起点科技水平及已存在的知识产权情况： 关于石粉对机制砂混凝土性能的影响，国内外已有不少研究，特别是在石粉含量方面，但是对于石粉特性对混凝土性能的影响及机理研究则较少。蔡基伟认为石粉不仅可以填充混凝土孔隙，还可能对水泥水化、水化产物、孔结构和集料与浆体间界面过渡区等造成影响，进而影响混凝土的性能，石粉的岩性、细度、含泥量等特性也会对机制砂混凝土的工作性、强度和耐久性等造成影响。我国不同地

6、区生产机制砂的母岩岩性多样，形成地质条件和风化程度不同，其化学成分、结构和构造特征也不相同，这不仅影响砂石材料的力学性能，也会对石粉的吸附性、亲水性和构造特征也不相同。同时机制砂制备工艺和设备不同，导致所生产出来的机制砂石粉含量、细度及含泥量等也有很大的差异，进而影响机制砂混凝土的性能。因此有必要深入的研究徐州本地石材所生产的不同石粉含量机制砂对混凝土性能的影响。二、研究内容1、 具体研究开发内容和要重点解决的关键技术问题： a、水泥、矿物掺合料、外加剂各组分的分析和选择；水泥、掺合料的物理与化学试验研究。 b、水泥、矿物掺合料与外加剂的相容性研究。 c、砂石原材料的成分与性能试验研究。 d、

7、机制砂中石粉的粒度分布、形貌、比表面积和密度、石粉的化学成分和矿物组成。e、由于机制砂的颗粒形状及特性，在研究不同石粉含量机制砂对混凝土性能的前提下，综合实际应用，复掺特细砂其对混凝土性能表现更好；不同石粉含量机制砂与固定掺量（试验找出洗净机制砂与特细砂的最佳比例）的特细砂进行按比例掺，研究不同石粉含量混合砂的基本性能；后面所提到的不同石粉含量机制砂中包含固定比例的特细砂。f、不同石粉含量机制砂中对胶砂流动度和水泥胶砂力学性能的影响。g、不同石粉含量机制砂对混凝土（以C30、C35为研究对象）拌合物性能的研究：包括混凝土拌合物坍落度、扩展度、倒坍时间、凝结时间、表观密度、含气量等性能试验研究。

8、 h、不同石粉含量机制砂对混凝土（以C30、C35为研究对象）抗压、劈拉、抗折的力学性能试验研究。 i、不同石粉含量机制砂对混凝土（以C30、C35为研究对象）的抗水渗透、早期抗裂、抗碳化、收缩、电通量、抗冻耐久性能的试验研究。 j、通过正交试验方法，选取三个因素不同石粉含量机制砂、不同水灰比、不同掺合料比例研究其对混凝土工作性能、力学性能、耐久性能的影响。 k、通过不同石粉含量机制砂分别对水泥胶砂性能、混凝土性能的影响，寻找建立它们之间的相互关联的共同点或特征。l、总结不同石粉含量机制砂对混凝土性能的影响，并与江砂配置的混凝土性能影响进行对比分析，重新定义不同石粉含量机制砂混凝土的配合比设计

9、及设计流程。2、项目的特色和创新之处： a、 原地取材：采用徐州“诚意”P.O42.5水泥、“中诚”S95级矿粉、“明阳”厂生产的5-16mm及16-31.5mm粒径的石子、徐州本地生产的机制砂、徐州铸建ZJ-1高性能泵送减水剂，配制出符合国家规范要求和适应徐州地区的绿色高性能混凝土。b、系统的研究徐州地区机制砂中石粉的粒度分布、形貌、比表面积和密度、石粉的化学成分和矿物组成。c、通过正交试验方法，选取三个因素不同石粉含量机制砂、不同水灰比、不同掺合料比例对混凝土工作性能、力学性能、耐久性能的影响。 c、对不同石粉含量机制砂综合评价和含量限定，科研成果可立马转化为生产指导服务并产生价值。 要达

10、到的主要技术、经济指标：3.1技术指标（技术、工艺或产品等具体指标）： 不同石粉机制砂其水泥胶砂强度28d100%混凝土初始坍落度200mm，2h坍损20mm不同含粉机制砂混凝土28d抗压强度江砂混凝土28d抗压强度不同含粉机制砂混凝土长期性能和耐久性能均符合要求寻找最佳石粉掺量的机制砂，使其综合成本较原配合比（机制砂混凝土）1元/m33.2经济指标（项目完成时达到或测算的新增效益、测算推广后的新增效益指标、应用的具体效果、社会效益等）： 综合成本节约1元/m3以上，一年以60万方混凝土计算，一年可以节约至少60万元人民币。3.3完成成果（提交样品样机数量、形成的专有技术、专利或版权数量、论文

11、数量等）： 完成论文1-2篇。三、研究试验方法、技术路线以及工艺流程1、研究试验方法： 化学滴定法检测胶凝材料化学组成；包括其他一些物理化学试验方法检测胶凝材料的一些基本性能。胶凝材料与外加剂适应试验，包括：净浆流动度、凝结时间、胶砂强度等。对比试验法，包括比较江砂、机制砂、（机制砂与特细砂按比例）混合砂之间的基本特征性能和对砂浆、混凝土性能的影响。 混凝土拌合物性能试验方法，包括：混凝土拌合物坍落度、扩展度、倒坍时间、凝结时间、表观密度、含气量试验方法。 混凝土力学性能试验方法，包括：抗压、劈拉、抗折试验方法。 混凝土耐久性试验方法，包括：抗冻、动弹性模量、抗水渗透、抗氯离子渗透、收缩、早期

12、抗裂、碳化试验方法。 通过正交试验方法，选取三个因素不同石粉含量机制砂、不同水灰比、不同掺合料比例对混凝土工作性能、力学性能、耐久性能的影响。 以上试验均参照国家相关检测标准进行：GB/T 14902-2012、GB1596-2005，GB50204-2015、GB50119-2013、GB8076-2008、JGJ52-2006、JGJ552011、GB/T50080-2016、GB/T50081-2002、GB/T50082-2009、JC/T420-2006、GB/T50476-2008、GB50107-2010、GB/T18736-2002。2、研究技术路线（关键技术）： 各原材料与资

13、料的准备-胶凝材料与外加剂的相容性试验研究-其他原材料的性能指标试验研究-石粉的特性分析研究-配合比的设计-混凝土拌合物性能的试验与研究-混凝土力学性能试验与研究-混凝土耐久性能试验与研究-统计分析和相关性分析-技术指标和限制-对混凝土性能影响规律分析-不同石粉机制砂质量评价和其石粉含量限定-重新定义不同石粉含量机制砂的配合比设计流程3、研究工艺流程： a.胶结料本身的性能优化，包括熟料的矿物组成、细度模数等的研究。b.选择最适宜的骨料及砂率，包括选择粒径、改善粒度分布、寻找骨料间的最佳密实度比例掺量。c.基于原材料性能进行配合比设计，对比不同石粉含量的机制砂对混凝土工作性能、力学性能、耐久性

14、的影响并总结分析，寻找最佳合理石粉含量范围。 四、工作基础和条件（含人才、设备、技术、资金、部门协作需求）1、项目研发现有的工作基础和条件： 徐州诚晟商砼有大量专业的技术人员，过硬的科研基础和设备，有两条条混凝土生产线，长期与房建重点工程、轨道交通重点工程、水利重点工程保持长期生产技术合作。2、 其它所需资源（含跨公司、部门协作）： （1）江苏诚意水泥集团有限公司 （2）徐州铸建科技有限公司 （3）江苏诚意工程技术研究院3、本项目实施可能对环境和安全的影响及预防治理方案： 本项目响应国家可持续绿色发展政策，项目实施过程中无不利影响。5、 计划进度安排与考核指标序号工作内容时间期限（天）责任人备注1原材料准备10盛哥一直都在2胶凝材料、机制砂石粉化学分析，机制砂石粉颗粒分布5盛哥一直都在水泥厂配合3其他原材料性能检测5盛哥一直都在4相关资料收集，配合比设计2盛哥一直都在5混凝土拌合物性能检测7盛哥一直都在6混凝土力学性能试验试件成型3盛哥一直都在7混凝土耐久性性能试验试件成型3盛哥一直都在8到期试件检测60盛哥一直都在研究院配合9数据结果收集整理2盛哥一直都在9整理成报告5盛哥一直都在合计-102-六、经费预算 序号预算