一种混合砂混凝土的制备方法技术

本发明专利技术提供一种混合砂混凝土的制备方法，将机制砂和天然特细砂按一定的比例混合，配制成的混合砂中和了机制砂和天然特细砂的优点，补充了一定量细集料在0.3mm以下的颗粒，改善了纯机制砂的颗粒级配，克服单独使用机制砂所得大流动性混凝土可泵性差的特点，能配制出和易性良好、易于泵送的混凝土，可以取得良好的技术经济效果，大大降低混凝土的成本。属于混凝土工程施工领域。

【技术实现步骤摘要】
一种混合砂混凝土的制备方法
本专利技术涉及一种混合砂混凝土的制备方法，属于混凝土工程施工领域。
技术介绍
郑万铁路重庆段土建1标由湖北省巴东县引入重庆市境内，途经巫山县，终于奉节县草堂镇，起止里程为DK635+420～DK691+251.7，线路全长20.28km，被巫山隧道和小三峡隧道截分成3段，合同总价25.47亿元。根据工程情况，从工期、安全控制角度确定标段的控制工程和重难点工程，有“三桥三隧一站”，即桂花村双线特大桥、巫山大宁河双线大桥、朱家纸厂双线大桥、香树湾隧道、桂花坪隧道、朱家岩隧道、巫山车站。其中，选定桥梁、隧道工程作为混合砂混凝土的实际工程运用，为大力推广混合砂的应用，解决天然砂资源紧张以及有效降低混凝土的生产成本提供科学依据。机制砂颗粒级配相对集中，级配不理想，用其配制的混凝土流动性不好，不利于泵送，而天然砂资源紧张，受季节和运输条件的影响，常出现“供不应求”的现象，且天然砂在化学、矿物成分上比较复杂，其细度模数较小且级配相对单一，施工应用不易控制，就目前的技术而言，由于相应技术研究较为落后，混合砂在桥梁、隧道内实际应用仍很难实现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供一种混合砂混凝土的制备方法，以合理利用地方资源，有效解决工程建设中细集料的技术难题。为解决上述问题，拟采用这样一种混合砂混凝土的制备方法，①原材料备料原材料包括水泥、粗集料、细集料、矿物掺合料、拌和用水和外加剂；②混合砂的配置将机制砂和天然细砂按比例配制成满足2区砂技术要求的混合砂，掺配而成的混合砂需符合《建设用砂》(GB/T14684-2011)的技术要求；③初步配合比设计依次确定混凝土的配制强度fcu,o，水胶比，单位用水量，外加剂用量，胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量，砂率和粗、细骨料用量；得到初步配合比：水泥：矿物掺合料：细集料：粗骨料：外加剂：水＝mc0：mf0：ms0：mg0：ma0：mwo；④试拌调整并确定混凝土基准配合比经试拌和测定，以及工作性调整后确定混凝土基准配合比：水泥：矿物掺合料：细集料：粗骨料：外加剂：水＝mca：mfa：msa：mga：maa：mwa；⑤检验强度、确定试验配合比先制备立方体抗压强度试件，而后进行强度测定和试验室配合比的确定，在进行混凝土配合比的密度调整，得到最终设计配合比；⑥换算施工配合比工地现场进行混凝土拌和时，要按即时测得的工地粗、细集料含水率进行配合比材料用量的修正，修正后，最终得到混凝土的施工现场配合比：水泥：掺合料：细集料：粗集料：水＝mc：mf：ms：mg：mw。前述方法的步骤③中，配合比设计时的配制强度要大于设计要求的强度等级，当混凝土设计强度小于C60时和大于等于C60时，配制强度分别按下式计算fcu,o≥fcu,k+1.645σ(小于C60)fcu,o≥1.15fcu,k(大于等于C60)式中：fcu,o——混凝土配制强度(MPa)；fcu,k——混凝土设计强度(MPa)；1.645——混凝土强度达到95％保证率时的保证率系数；σ——混凝土强度标准差(MPa)。前述方法的步骤③中，当混凝土强度等级小于C60时，混凝土水胶比按下式计算：式中：W/B——混凝土水胶比；αa、αb——回归系数；fb——胶凝材料28d胶砂抗压强度。前述方法的步骤③中，单位用水量(mw0)的确定方法如下：A、当水胶比在0.40～0.80范围时，按下表1选取：表1塑性混凝土的用水量(kg/m3)B、混凝土水胶比小于0.40时，通过试验确定对于掺外加剂的混凝土，用水量根据外加剂的减水率，通过计算确定：mw0＝m'wo(1-β)式中：mw0——掺外加剂时混凝土的单位用水量(kg/m3)；m’w0——未掺外加剂时混凝土的单位用水量(kg/m3)；β——外加剂的减水率(％)，应经混凝土试验确定。前述方法的步骤③中，外加剂用量按下式计算：ma0＝mb0βa式中：ma0——计算配合比每立方米混凝土中外加剂用量(kg/m3)；mb0——计算配合比每立方米混凝土中胶凝材料用量(kg/m3)；βa——外加剂掺量(％)，应经混凝土试验确定。前述方法的步骤③中，胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量按下述方法确定：A、每立方米混凝土的胶凝材料用量按下式计算，并进行试拌调整，在拌合物性能满足的情况下，取经济合理的胶凝材料用量。式中：mb0——计算配合比每立方米混凝土中胶凝材料用量(kg/m3)；mw0——计算配合比每立方米混凝土的用水量(kg/m3)；W/B——混凝土水胶比；B、每立方米混凝土的矿物掺合料用量按下式计算：mf0＝mb0βf式中：mf0——计算配合比每立方米混凝土中矿物掺合料用量(kg/m3)；βf——矿物掺合料掺量(％)；C、每立方米混凝土的水泥用量按下式计算：mc0＝mb0-mf0式中：mc0——计算配合比每立方米混凝土中水泥用量(kg/m3)。前述方法的步骤③中，砂率的确定方法如下：当缺乏砂率的历史资料时，混凝土砂率按下列规定确定：A、坍落度小于10mm的混凝土，其砂率经试验确定；B、坍落度为10～60mm的混凝土，其砂率根据粗骨料的品种、最大公称粒径以及水胶比，通过下表2确定；表2混凝土砂率C、坍落度大于60mm的混凝土，其砂率经试验确定，或在表2的基础上，按坍落度每增大20mm、砂率增大1％的幅度予以调整。前述方法的步骤③中，粗、细骨料用量的确定方法：A、当采用质量法计算混凝土配合比时，粗、细集料用量按下式计算：式中：mg0——计算配合比每立方米混凝土中粗骨料用量(kg/m3)；ms0——计算配合比每立方米混凝土中细骨料用量(kg/m3)；βs——砂率(％)；mcp——每立方米混凝土拌合物的假定质量(kg)，可取2350kg/m3～2450kg/m3；B、当采用体积法计算混凝土配合比时，粗、细集料用量按下式计算：式中：ρc——水泥密度(kg/m3)；ρf——矿物掺合料密度(kg/m3)；ρg——粗骨料表观密度(kg/m3)；ρs——细骨料表观密度(kg/m3)；ρw——水的密度(kg/m3)；α——混凝土的含气量百分数，在不使用引气剂或引气型外加剂时，α取1。前述方法的步骤④中，试拌调整并确定混凝土基准配合比的方法如下：1)试拌和测定室内试拌时，选取与实际工程使用相同的原材料，根据粗集料的最大粒径，采用基准配合比，确定一次试拌时的材料用量，砂、石材料以不计含水率的干燥状态为准，采用与实际施工相同的方式拌和，随后以标准操作方式进行拌合物的工作性检测；2)工作性调整通过具体的坍落度试验，混凝土的工作性检测结果会有以下几种可能：A、坍落度值达到设计要求，且混凝土的黏聚性和保水性良好，则原有初步配合比无须调整，即得到基准配合比；B、混凝土的坍落度不满足设计要求，但黏聚性和保水性符合要求时，在保持原有水胶比的前提下，调整水和水泥用量，直至工作性满足要求；C、当试拌并实测后，发现流动性能够达到设计要求，但黏聚性和保水性达不到要求，此时保持原有水泥和水的用量，在维持砂石总量不变的条件下，适当调整砂率改善混凝土的黏聚性和保水性，直至工作性满足要求；D、试拌并实测后，如发现拌合物的坍落度、黏聚性和保水性都不满足要求时，则在水胶比和砂石总量维持不变的条件下，改变用水量和砂率，直至符合设计要求。前述方法的步骤⑤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合砂混凝土的制备方法，其特征在于，步骤如下：①原材料备料原材料包括水泥、粗集料、细集料、矿物掺合料、拌和用水和外加剂；②混合砂的配置将机制砂和天然细砂按比例配制成满足2区砂技术要求的混合砂，掺配而成的混合砂需符合《建设用砂》(GB/T 14684‑2011)的技术要求；③初步配合比设计依次确定混凝土的配制强度fcu,o，水胶比，单位用水量，外加剂用量，胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量，砂率和粗、细骨料用量；得到初步配合比：水泥：矿物掺合料：细集料：粗骨料：外加剂：水＝mc0：mf0：ms0：mg0：ma0：mwo；④试拌调整并确定混凝土基准配合比经试拌和测定，以及工作性调整后确定混凝土基准配合比：水泥：矿物掺合料：细集料：粗骨料：外加剂：水＝mca：mfa：msa：mga：maa：mwa；⑤检验强度、确定试验配合比先制备立方体抗压强度试件，而后进行强度测定和试验室配合比的确定，再进行混凝土配合比的密度调整，得到最终设计配合比；⑥换算施工配合比工地现场进行混凝土拌和时，要按即时测得的工地粗、细集料含水率进行配合比材料用量的修正，修正后，最终得到混凝土的施工现场配合比：水泥：掺合料：细集料：粗集料：水＝mc：mf：ms：mg：mw。...

【技术特征摘要】
1.一种混合砂混凝土的制备方法，其特征在于，步骤如下：①原材料备料原材料包括水泥、粗集料、细集料、矿物掺合料、拌和用水和外加剂；②混合砂的配置将机制砂和天然细砂按比例配制成满足2区砂技术要求的混合砂，掺配而成的混合砂需符合《建设用砂》(GB/T14684-2011)的技术要求；③初步配合比设计依次确定混凝土的配制强度fcu,o，水胶比，单位用水量，外加剂用量，胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量，砂率和粗、细骨料用量；得到初步配合比：水泥：矿物掺合料：细集料：粗骨料：外加剂：水＝mc0：mf0：ms0：mg0：ma0：mwo；④试拌调整并确定混凝土基准配合比经试拌和测定，以及工作性调整后确定混凝土基准配合比：水泥：矿物掺合料：细集料：粗骨料：外加剂：水＝mca：mfa：msa：mga：maa：mwa；⑤检验强度、确定试验配合比先制备立方体抗压强度试件，而后进行强度测定和试验室配合比的确定，再进行混凝土配合比的密度调整，得到最终设计配合比；⑥换算施工配合比工地现场进行混凝土拌和时，要按即时测得的工地粗、细集料含水率进行配合比材料用量的修正，修正后，最终得到混凝土的施工现场配合比：水泥：掺合料：细集料：粗集料：水＝mc：mf：ms：mg：mw。2.根据权利要求1所述混合砂混凝土的制备方法，其特征在于，前述方法的步骤③中，配合比设计时的配制强度要大于设计要求的强度等级，当混凝土设计强度小于C60时和大于等于C60时，配制强度分别按下式计算：fcu,o≥fcu,k+1.645σ(小于C60)fcu,o≥1.15fcu,k(大于等于C60)式中：fcu,o——混凝土配制强度(MPa)；fcu,k——混凝土设计强度(MPa)；1.645——混凝土强度达到95％保证率时的保证率系数；σ——混凝土强度标准差(MPa)。当混凝土强度等级小于C60时，混凝土水胶比按下式计算：式中：W/B——混凝土水胶比；αa、αb——回归系数；fb——胶凝材料28d胶砂抗压强度。3.根据权利要求2所述混合砂混凝土的制备方法，其特征在于，前述方法的步骤③中，单位用水量(mw0)的确定方法如下：A、当水胶比在0.40～0.80范围时，按下表1选取：表1塑性混凝土的用水量(kg/m3)B、混凝土水胶比小于0.40时，通过试验确定对于掺外加剂的混凝土，用水量根据外加剂的减水率，通过计算确定：mw0＝m'wo(1-β)式中：mw0——掺外加剂时混凝土的单位用水量(kg/m3)；m’w0——未掺外加剂时混凝土的单位用水量(kg/m3)；β——外加剂的减水率(％)，应经混凝土试验确定。4.根据权利要求3所述混合砂混凝土的制备方法，其特征在于，前述方法的步骤③中，外加剂用量按下式计算：ma0＝mb0βa式中：ma0——计算配合比每立方米混凝土中外加剂用量(kg/m3)；mb0——计算配合比每立方米混凝土中胶凝材料用量(kg/m3)；βa——外加剂掺量(％)，应经混凝土试验确定。5.根据权利要求4所述混合砂混凝土的制备方法，其特征在于，前述方法的步骤③中，胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量按下述方法确定：A、每立方米混凝土的胶凝材料用量按下式计算，并进行试拌调整，在拌合物性能满足的情况下，取经济合理的胶凝材料用量；式中：mb0——计算配合比每立方米混凝土中胶凝材料用量(kg/m3)；mw0——计算配合比每立方米混凝土的用水量(kg/m3)；W/B——混凝土水胶比；B、每立方米混凝土的矿物掺合料用量按下式计算：mf0＝mb0βf式中：mf0——计算配合比每立方米混凝土中矿物掺合料用量(kg/m3)；βf——矿物掺合料掺量(％)；C、每立方米混凝土的水泥用量按下式计算：mc0＝mb0-mf0式中：mc0——计算配合比每立方米混凝土中水泥用量(kg/m3)。6.根据权利要求5所述混合砂混凝土的制备方法，其特征在于，前述方法的步骤③中，砂率的确定方法如下：当缺乏砂率的历史资料时，混凝土砂率按下列规定确定：A、坍落度小于10mm的混凝土，其砂率经试验确定；B、坍落度为10～60mm的混凝土，其砂率根据粗骨料的品种、最大公称粒径以及水胶比，通过下表2确定；表2混凝土砂率C、坍落度大于60mm的混凝土，其砂率经试验确定，或在表2的基础上，按坍落度每增大20mm、砂率增大1％的幅度予以调整。7.根据权利要求6所述混合砂混凝土的制备方法，其特征在于，前述方法的步骤③...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚强，廖建，王瑞，张仁耀，杨春，周中宇，黄荣，徐翼书，刘翼，赵剑，刘刚，李文，何明冰，瞿磊，付嘉健，
申请(专利权)人：中铁二局第一工程有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52