科技创新-提高混凝土质量的动力

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科技创新

提高混凝土质量的动力

朱效荣教授«混凝土技术»杂志主编北京城建混凝土研究所所长唐山冀东混凝土研发中心常务副主任首席科学家联系电huxiaorong1970@报告的主要内容

多组分混凝土理论的创立-----突破水泥与混凝土连接点技术理论的瓶颈预湿骨料技术理论的创立-----突破制约当前砂石含泥与外加剂适应性的技术理论瓶颈联系电huxiaorong1970@一、多组分混凝土理论的内容联系电huxiaorong1970@1、水泥与混凝土强度之间的计算公式

多组分混凝土理论主要介绍了的混凝土强度与水泥强度、胶凝材料填充系数和硬化浆之间的关系：联系电huxiaorong1970@

f---混凝土设计强度值σ---水泥水化形成的强度值，由水泥实测强度求得。U---填充系数u=(u1C+u2F+u3K+u4Si)/(C+F+K+Si)m---硬化密实浆体占混凝土的体积百分比联系电huxiaorong1970@联系电huxiaorong1970@2混凝土配合比的设计

联系电huxiaorong1970@1）配制强度的确定

按现行规范fcu.p=fcu.o+1.645σ确定联系电huxiaorong1970@2）胶凝材料用量的确定

依据多组分混凝土理论公式：

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当设计强度、工作性、水泥、耐久性指标确定后，将各参数代入上式，以求得水泥用量C0，为降低水泥水化热，采用掺合料等活性、等填充替换建立联立方程，通过计算可以求得水泥与掺合料的准确用量，实现了掺合料品种和用量的合理选择，使水泥与掺合料的掺量达到最佳。联系电huxiaorong1970@等填充替换C0=u1C+u2F+u3K等活性替换C0=α1C+α2F+α3K最小用量条件C+F+K≥300最多用量条件C+F+K≤600联系电huxiaorong1970@

根据由以上分析及公式的推导即可求得水泥、矿渣粉、粉煤灰和硅灰的准确用量。得到透水混凝土强度、工作性、耐久性与胶凝材料用量之间确定的数字量化关系。联系电huxiaorong1970@二混凝土预湿骨料技术联系电huxiaorong1970@混凝土预湿骨料技术1.技术背景2.预湿骨料技术措施

3.预湿骨料用水量和最佳砂率的确定

4.胶凝材料拌和用水量的确定

5.总用水的确定

6.预湿骨料装置的工艺装置

生产应用报告联系电huxiaorong1970@1.技术背景在混凝土生产过程中坍落度不稳定，造成工作性能不稳定和退货的想象较为普遍，同时造成客户满意度下降和生产成本上升。根据多年研究得知，这是由于砂石中含有黏土质粉料或石粉时,在生产混凝土时按照同样的水胶比，润湿这些粉料需要消耗一定量的水，为了使这些黏土质材料具有与胶凝材料同样的流动性，需要吸附一定量的外加剂联系电huxiaorong1970@技术背景同时石子含有一定量的开口空隙，骨料进入搅拌机后快速旋转，砂浆中的水分在离心力的作用下无法进入石子内部，混凝土流动性很好，一旦搅拌机停止搅拌，石子的孔隙快速吸收了浆体中的水分，这时外加剂也按比例流入了石子的孔隙。这样使混凝土很快失去了流动性性，表现为混凝土坍落度损失大。由于砂石中粉料与石子开口孔隙会造成水分和外加剂的双重消耗，在引起混凝土拌和物坍落度波动和损失的同时，增加了外加剂掺量，提高了原材料生产成本。联系电huxiaorong1970@2.预湿骨料技术措施联系电huxiaorong1970@

根据研究，我们确定采取预湿骨料和调整砂率相结合的技术措施解决砂石含泥量与石粉量高以及吸水率大导致的混凝土拌和物初始坍落度小、坍落度经时损失大以及外加剂掺量高的技术难题。针对搅拌站砂石料特定的条件，每一批砂石料都有一个最佳砂率，我们首先通过试验求出最佳砂率；其次求得胶凝材料混合后搅拌达到标准稠度时的用水量，然后经试验求得润湿砂石所用水量，最后制作预湿骨料喷淋专用设备安装到生产线用于生产即可实现控制质量降低成本的目标。联系电huxiaorong1970@预湿骨料技术措施在具体的操作过程中，我们研究了在搅拌站砂石上料皮带头中间仓位置增加一套喷淋设备，使喷水过程和砂石的上料过程同步进行，以便节约时间，使砂石料进入搅拌机之前实现表面润湿和内部空隙的饱水状态，在生产时外加剂和水分就全部用于胶凝材料的润湿以及工作性的改善，初始坍落度提高，坍落度经时损失减小。达到节约减水剂，保证工作性，预防坍落度损失且降低混凝土成本的目的。联系电huxiaorong1970@3.预湿骨料用水量和最佳砂率的确定

为实现砂中粉料润湿和石子饱水，使砂石达到表面湿润状态，需要确定润湿水量，具体测定方法如下：3.1.1石子物理参数的测定3.1.2石子用量及润湿用水量的确定3.1粗骨料润湿水量的测定3.2细骨料润湿水量的测定3.2.1砂子物理参数的测定3.2.2砂子用量及润湿用水量的确定3.3预湿骨料用水量计算3.4最佳砂率的确定生产应用报告联系电huxiaorong1970@3.1粗骨料润湿水量的测定3.1.1石子物理参数的测定（1）取一个体积为10L的容量桶，往里装满石子，晃动几下之后用尺子刮平桶口，称出其质量为m1；则石子的堆积密度：ρg堆积=100m1（2）往装满石子的容量桶中缓慢加水至刚好完全浸泡石子为止，称重求得石子空隙率为p,则石子的表观密度：ρg表观=1000m1/（1-p）（3）待3～5min后把水倒尽，称出其质量为m2；粗骨料的吸水率：

生产应用报告联系电huxiaorong1970@3.1.2石子用量及润湿用水量的确定根据混凝土体积组成石子填充模型，在计算的过程中，由于砂子的孔隙率所占体积(160—180)L与胶凝材料拌和水(160—180)L和含气量之和在混凝土拌和物中占据的体积基本相同，因此计算过程不考虑砂子的孔隙率和拌合水的体积。用石子的堆积密度减去单方混凝土中胶凝材料所占的体积对应的石子量，即可求得每立方混凝土石子的准确用量，则石子用量计算公式：G=ρg堆积

—(VC+VF+VK+VSi)×ρg表观则1m3混凝土中粗骨料润湿水量W2为单方石子用量乘以吸水率。

W3=G×

生产应用报告联系电huxiaorong1970@3.2细骨料润湿水量的测定3.2.1砂子物理参数的测定（1）取一个体积为1L的容量桶，往里装满砂子，晃动几下之后用尺子刮平桶口，称出其质量为m1,则砂子的堆积密度为：ρs堆积=1000m1（2）将砂子倒进0.15mm筛子，将装有砂子的筛子放进水盆完全浸泡至饱水后取出，待3～5min后不再滴水时，称出其质量为m2；（3）细骨料的吸水率：生产应用报告联系电huxiaorong1970@3.2.2砂子用量及润湿用水量的确定

前边已经测得石子的空隙率p，由于混凝土中的砂子完全填充于石子的空隙中，每立方混凝土中砂子的准确用量为砂子的堆积密度乘以石子的空隙率，则砂子用量计算公式如下：S=ρS堆积

×p

用砂子吸水率乘以单方混凝土砂子用量即可求得润湿砂子的准确用水量：

W2=S×生产应用报告联系电huxiaorong1970@单方混凝土骨料润湿用水量等于粗细骨料润湿用水量之和：W润湿=W2+W33.4最佳砂率的确定最佳砂率SP=S/(S+G)3.3预湿骨料用水量计算生产应用报告联系电huxiaorong1970@4、胶凝材料拌和用水量的确定（1）试验法按照配合比设定的比例将各种胶凝材料混合成复合胶凝材料，采用测定水泥标准稠度用水量的方法求得胶凝材料的标准稠度用水量W0。即可求得胶凝材料拌和所需水量:W1=W0×B/100式中：B-----单方混凝土胶凝材料用量，kg/m3；

W0-----胶凝材料的标准稠度用水量；

W1-----单方混凝土胶凝材料拌和所需水量，kg/m3。（2）计算法根据各种胶凝材料的需水量系数和配合比设定的单方用量，用加权求和计算得到搅拌胶凝材料所需水量W1，公式如下：W1=（C+FβF+KβK+SiβSi）×（W0/100）式中:W0为水泥标准稠度用水量。同时求得搅拌胶凝材料的有效水胶比。生产应用报告联系电huxiaorong1970@5、总用水的确定通过以上计算，混凝土搅拌胶凝材料所用水量为W1；润湿砂子所需的水W2；润湿石子所需的水W3；混凝土总的用水量W=W1+W2+W3

。生产应用报告联系电huxiaorong1970@效益分析采用混凝土预湿骨料技术生产混凝土，降低了砂石进入中间仓时粉尘的数量，减少了扬尘污染，有效地改善了生产环境质量；混凝土出机坍落度和施工现场泵送坍落度较为稳定，有利于混凝土的施工和现场质量控制，可减少混凝土退灰倾倒排放的数量，既节约资源又保护环境；联系电huxiaorong1970@效益分析搅拌机电流峰值降低，可节省混凝土生产电耗，同时搅拌电流降低，搅拌叶片和衬板的生产磨损相比将有所减轻，可延长电机、搅拌叶片和衬板的使用寿命1.5年，有效提高了国家资源和能源的利用率；混凝土预湿骨料技术可操作性强，便于在同行业大面积推广应用；推广和应用混凝土预湿骨料技术是改善环境，保持现代城市可持续发展的一条重要途径，具有明显的社会效益和环境效益。联系电huxiaorong1970@三小结多组分混凝土理论的创立突破了水泥与