重混凝土的研究及工程应用.pdf
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1、第 3 7卷 第 9期 2 0 1 0年 9月 建筑技术开发 Bu i l d i n g Te c h n i q ue De v e l o p me n t Vo 1 3 7,No 9 S e p 2 01 0 重 混凝 土 的研 究及 工程 应 用 王晓 中 ( 北 京 市建筑 工程研 究 院 , 北 京 1 0 0 0 3 9 ) 摘要 结合具体工程实例 , 重点 从重混凝 土 的选 材、 配合 比设计 、 生产 工艺 、 施工 技术等 方面对 重混凝 土进行 了研 究 , 根据施工要求结合经济角度确定重混配合 比及施工工艺 , 并对不 同的施工工法重点进行 了总结 。 【 关键词
2、】 重混凝土 ; 配合 比; 施工工艺 ; 施工工法 【 中图分类号】 T U 5 2 8 1 9 【 文献标志码 】 B 【 文章编号 】 1 0 0 1 5 2 3 X 2 0 1 0 ) 0 9 0 2 8 0 3 1 概 述 重混凝土, 也称钢渣混凝土 , 主要应用 于防辐射作用和抗 浮沉配重, 重混凝土的表观密度一般在 2 5 0 0 4 0 0 0时 m 之 间, 采 用 特 制 的 铁 粉 与 铁 球 钢 段 做 重 骨 料 密 度 重 可 达 5 5 0 0 L g m 。本文重点探讨不同容重等级与不同工艺重混凝 土 的配合 比设计及施工工法 , 根据建筑设计及施工工 艺要 求
3、 选用不用密度的重质材料进行合理 的搭 配 , 最终生产 出达 到 所需 的密度的重混凝土, 在重混凝土 的设计过程 中, 不仅要 考 虑满足设计 要求 , 更 要考 虑施 工 的便利 以及经 济上 的最 大 实惠 。 2 本 研 究原 材 料 的 选 材 原 则 及 使 用 品 种 2 1 水 泥 选用密度较大 、 需 水性 和水化 热都较 小的水 泥 , 一股 采 用普通硅酸盐水泥 , 为了降低水泥的水化热 和混凝土 的收缩 率 , 大体积时又必须对水泥的用 量加 以限制 。由于重混凝 土 骨料密度 比较大 , 所以为了增加 混凝 土的粘聚性 以保证拌合 的混凝土不会 出现骨料下沉情况 ,
4、 一般 情况下水 泥用 量不低 于为 3 5 0 k g m 。 本研究使用的水泥是琉璃河 长城 P 0 4 2 5 , 其技术指 标见表 1 。 表 1水 泥 物 理 力 学 性 能 项 目 标准要求 检测结果 细度( 8 0 L I n l 方筛筛余量 ) 1 0 0 3 O 标准稠度用水量 2 6 8 初凝 4 5 mil l 2 h 1 0 mi n 凝结时间 终凝 l 0 h 3 h l 5 mi n 3 d 3 5 5 5 抗折强度 M P a 2 8 d 6 5 9 4 3 d l 6 0 2 8 0 抗压强度 MP a 2 8 d 4 2 5 5 6 2 安定性 ( 雷氏夹法)
5、 须合格 合格 收稿 日期 : 2 0 1 0 0 51 5 作者简介 : 王晓中( 1 9 7 5 一 ) , 男 , 山西平遥人 , 毕业 于哈尔滨建筑大学 , 现任北京市建筑工程研究院工程材料所 技术部部长 , 多年 从 事特种混凝土方面的研究及应用工作 。 28 2 2掺 合 材 料 重混凝土在施工 时 , 常特意加 入一 定数量 的掺合 材料 , 既提高了重混凝土的和易性和粘聚性能力 , 又使混凝 土更加 密实 , 最 大 限度 的 增 加 密度 。如 粉煤 灰 和 矿 粉 、 铁 粉 等 掺 合料。 1 ) 本研究选用 山东 ( 德州 ) 德能电厂 I 级优质粉煤灰 , 其 技术指
6、标见 表 2 。 表 2 I 级粉媒灰的技术指标 项 目 标准要求 检测结果 细度 ( 4 5 Ix m m方孔筛的筛余 ) 1 2 4 6 8 烧 失 量 5 0 2 3 1 需水量 比 9 5 9 4 三 氧 化 硫 3 , 0 O 7 6 含 水 率 1 0 4 2 2 ) 铁精粉 : 为成球 前 的铁精 矿粉 , 经 0 0 8 m m筛 的筛余 为 4 1 。 3 ) 骨 料 通常重混凝土都 采用 重骨料 , 如 铁、 磁 铁矿 、 砂铁 、 褐 铁 矿 、 赤铁矿 、 重晶石 、 烧结 球等 。一 般使用 的骨 料 品种 有 限, 而需要混凝 土的密度等级却很 多 , 因此 在完全
7、使用一种 骨料 时 , 若 只保证密度则会 出现 由于混凝土 的砂 率不适 当而造成 的和易性不好 的问题 , 或 出现混凝 土密度 超 出标 准太 高 , 经 济上不合算 , 所 以在使用一种大密度材料配 制较轻混凝土 的 时候 , 需要用 比较便 宜的普通骨料和中骨料搭配来实现 。 表 3不 同品种骨料和 细掺料 的表观密度 普通 特制 品种 普通砂 铁球 钢渣 烧结球 重晶石 铁精糊 石子 铁粉 表观密度 2 6 5 0 2 6 7 0 6 5 0 0 7 5 0 0 2 9 0 6 4 3 7 0 4 1 5 O 4 2 0 0 ( k g m ) 普 通 砂 : 涿 洲 中 砂 ,
8、表 观 密 度 : 2 6 5 0 k g m , 细 度 模 数 : 2 , 5; 普通石 : 涿 洲集 配石 , 颗粒粒径 5 2 5 IT l m; 特制铁粉 : 唐山银发铁选矿特制 表观密度 6 5 0 0 k g m 第 3 7卷 王晓 中: 重混凝土 的研 究及 工程 应用 第 9期 细 度 模 数 : 2 8; 铁球 : 铁厂炼钢 的半成 品 表 观密度 7 5 0 0 k g m , 颗 粒 粒径 0 5 3 0 m m; 重 晶砂 : 唐山 表观密度 4 1 5 0 k g m , 细度模 数 : 2 8 ; 重晶石 : 唐山表观密度 4 1 5 0 k g m , 颗粒粒径
9、 5 2 5 m m。 4 ) 外加剂 本研究 选用北 京海宏 星科技 有 限公 司生 产 的 HH系 列 外 加剂 , 该产 品减水 率 高且 保 塑性 好 的 高效 泵送 剂 或 高效 防冻剂 , 其 技 术 指标 符 合 国家 标 准 混 凝 土 外 加 剂 ( G B 8 0 7 6 ) 中一等 品 、 行 业标 准 混 凝 土 泵 送 剂 ( j c 4 7 3 ) 中 一 等品 、 混 凝土 防冻 剂 ( j c 4 7 5 ) 中一 等 品要 求 ; 同 时 , 外 加 剂氨含 量满 足 国家 标 准 混凝 土 外 加 剂 释 放氨 含 量 ( G B l 8 5 8 8 ) ;
10、 碱含量 满 足地 方 标 准 混 凝土 外 加 剂应 用 技 术 规 程 ( D B J 叭 一6 1 ) 的有 关规定 。 5) 水 采 用可饮用水 。其技术指标 满足国家标准 混凝 土拌合 用 水标 准 ( J G J 6 3 ) 的有关规定 。 3重 混 凝 土 配 合 比设 计原 则 1 ) 对于 密度 大于 3 2 0 0 k g m 重混凝土 可能有明显的离 析 现象 , 因此粗 、 细集料都选用 高密度材料 , 以尽量减 少不正 常离析 。 2 ) 配制重混凝 土必 须 以达 到 设 计密 度 为首 要 目标 , 重 混凝 土 可 以用 普 通 混 凝 土 中 所 研 制 的
11、A C I 绝 对 体 积 法 配 置 。 3 ) 为 了充分 利用重骨料的较大表 观密 度 , 根据骨 料有效 表观密度 和混凝土的密度要求 , 以单方 混凝土 中最多 能掺人 量 ( 即松 堆密度 ) 为 准则 。 4 ) 水泥用量 以满足混凝土 的和易性 为原则 。 5 ) 水 的表观 密度 较小 , 在满足 施工 性 能的前 提下 , 尽 量 选小 的用水 量 , 来 降低水对 密度的影响 。 6 ) 铁粉作 为胶凝 材料取代部分水 泥 , 这样 可 以相应 提高 混凝土 的容 重 , 也可 以适 当提高混凝土 的和易性 。 4重混凝土的配合 比设计 方法 重混凝 土的水泥 、 水 、
12、 粗 集料 数量 的选 用与 普通 混凝 土 相 同, 但侧重于满足混凝 土的施 工性能 。 由于 目前 尚没有 以密度为 目的的混凝 土设 计公 式 , 所 以 我们配合 比计算 公式 仍然采 用普 通 混凝 土配合 比设 计方 法 中的绝对体 积法计算 。 m 。 pc+ m g l p l + m p g 2+ mq g1 pq +m qgl pq g l + m w P +B=1 式 中 : m 、 P : 每立方 米混凝土水泥用量 、 表观密度 ; m 、 P : 每立方米混 凝土重骨料 1 用量 、 表观密度 ; m 、 P : 每立方米混凝 土重骨料 2用量 、 表观密度 ; m
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