统砂石混凝土性能试验研究

论文摘要

随着土木工程建设的快速发展,混凝土骨料资源日益减少,尤其是交通工程,往往受地理条件的限制,骨料极为短缺。另一方面,在隧道及地下工程施工过程中开挖的岩石,作为固体废弃物混杂堆积,不仅占用宝贵的土地资源,而且也给生态环境造成一定程度的破坏。本文结合实际工程,立足降低工程所需混凝土配制成本和提高骨料资源的合理利用以及施工速度,研究利用隧道及地下工程废渣作粗细骨料配制混凝土。 利用不同类型破碎机械将岩石破碎为最大粒径 15mm 的连续级配碎石,通过比较碎石的粒径分布及其对混凝土性能的影响,从而选用适宜的破碎机械。 通过对配合比的试验,得到了统砂石混凝土的优化配合比,并对优化配合比的统砂石混凝土与相同配合比的普通混凝土进行了物理力学相关特性的对比试验,证明用统砂石制备的混凝土能满足普通混凝土技术要求,是制备隧道及地下工程用混凝土的理想材料。利用微观测试手段,在相同配合比条件下比较了不同粉尘掺量的统砂石混凝土及普通混凝土的形貌,结果表明,石粉尘含量在 5%时,统砂石混凝土致密程度要好于普通混凝土。 统砂石喷射混凝土和统砂石泵送混凝土的试验研究及其在实际工程中的应用表明,统砂石可以代替天然砂石应用到隧道及地下工程中,其中统砂石喷射混凝土 28d 抗压强度可达 27.1MPa,统砂石泵送混凝土 28d 抗压强度可达 36.8MPa。 论文研究利用隧道及地下工程废渣破碎后制成统砂石喷射混凝土以及泵送混凝土,能够充分利用资源、提高工程效率、降低工程成本,同时保护生态环境,具有较高的工程应用价值,值得进一步推广使用。

论文目录

• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.2.1 混凝土细骨料的现状与发展趋势
• 1.2.2 喷射及二次衬砌混凝土
• 1.2.3 建筑固体废弃物的现状
• 1.2.4 统砂石混凝土
• 1.3 本课题的提出与意义
• 1.4 本文主要研究内容
• 2 统砂石混凝土试验研究
• 2.1 试验研究概况
• 2.1.1 试验原材料
• 2.1.2 试验所用仪器
• 2.1.3 主要试验方法
• 2.2 统砂石的制备与合理级配试验研究
• 2.3 统砂石混凝土配合比设计与研究
• 2.3.1 正交设计法
• 2.3.2 试验参数的选取
• 2.3.3 试验方案
• 2.3.4 正交试验结果与分析
• 2.3.5 复验
• 2.3.6 与普通砂混凝土做对比
• 2.4 结论
• 3 统砂石混凝土微观分析
• 3.1 石粉尘含量对混凝土性能的影响
• 3.2 SEM测试及分析
• 3.2.1 扫描电镜（SEM）测试原理
• 3.2.2 实验仪器装置及试样制备
• 3.2.3 扫描照片分析
• 3.3 对混凝土性能的影响机理分析
• 3.3.1 改善统砂石混凝土拌和物和易性能
• 3.3.2 提高硬化统砂石混凝土强度
• 3.3.3 提高统砂石混凝土耐久性
• 3.4 小结
• 4 统砂石泵送混凝土试验与分析
• 4.1 混凝土泵送施工的发展
• 4.2 统砂石混凝土可泵性能的研究
• 4.2.1 骨料的选择
• 4.2.2 水泥的品种与用量
• 4.2.3 泵送统砂石混凝土压力损失的因素分析
• 4.2.4 泵送混凝土中高效减水剂作用机理及其塌落度损失控制
• 4.3 泵送混凝土配合比设计
• 4.3.1 设计原则
• 4.3.2 水灰比
• 4.3.3 水泥
• 4.3.4 砂率
• 4.4 室内试验
• 4.4.1 试验原材料
• 4.4.2 骨料粒形对泵送混凝土性能的影响
• 4.4.3 砂率对泵送混凝土性能的影响
• 4.4.4 统砂石混凝土的抗渗性能
• 4.5 结论
• 5 统砂石喷射混凝土试验与研究
• 5.1 统砂石喷射混凝土的研究
• 5.2.喷射混凝土配合比设计
• 5.2.1 砂率的确定
• 5.2.2 水泥品种和用量的确定
• 5.2.3 水灰比的确定（单位用水量的确定）
• 5.2.4 胶骨比的确定
• 5.3 速凝剂对统砂石喷射混凝土性能影响的试验
• 5.3.1 对不同企业生产水泥的影响
• 5.3.2 速凝剂掺量对统砂石混凝土性能的影响
• 5.3.3 水灰比对统砂石混凝土凝结时间的影响
• 5.3.4 速凝剂对统砂石混凝土收缩率的影响
• 5.4 混凝土配合比及性能试验研究
• 5.5 结论
• 6 统砂石喷射混凝土在巷道工程中的应用
• 6.1 工程概况
• 6.1.1 地质条件
• 6.1.2 工程条件
• 6.2 应用工程实施
• 6.2.1 原材料的选择
• 6.2.2 统砂石的制备
• 6.2.3 施工配合比
• 6.2.4 混凝土施工
• 6.2.5 统砂石混凝土经济性分析
• 7 结论
• 7.1 结论
• 7.2 思考与探讨
• 致谢
• 参考文献
• 附录