不同岩性机制砂混凝土的使用性能研究及示范应用-交通科技管理中心.PDFVIP

西部交通建设科技项目 交通编号： 合同号：2009 318 811 082 单位编号： 密 级： 分 类 号：U444 ，U445 ，TU528 不同岩性机制砂混凝土的使用性能研究 及示范应用 研究总报告简本 2011 年10 研究总报告简本 不同岩性机制砂混凝土的使用性能研究及示范应用 目 录 1 引言1 2 项目完成的主要内容及取得的成果4 3 项目示范及推广应用情况9 4 关键技术及创新点13 i 研究总报告简本 不同岩性机制砂混凝土的使用性能研究及示范应用 1 引言 近十年来，我国建筑用砂量逐年递增，而天然砂资源日趋减少，加之限挖禁 采，导致天然砂的供应日趋紧张，砂的价格越来越高，严重制约了工程建设的持 续发展，急需寻找替代材料。全国每年建筑砂石用量约70 亿t ，砂占1/3~ 1/2 左 右。天然砂是一种地方资源，分布很不均匀，短期内不可再生，也不适宜长距离 运输，天然砂不能满足工程实际需要是长期存在的问题。与此同时，在当前交通 基础设施大规模建设时期，对于天然砂资源匮乏而岩石资源丰富的的山区高速公 路建设，靠外埠调运河砂来筑路架桥，不仅保障供应困难，而且将因运输价格昂 贵直接影响公路工程造价和建设速度。山区高速公路建设砂少石多，使用机制砂 成为必然趋势。因此，如何充分利用当地的岩石资源破碎制成的机制砂代替河砂 制备优质混凝土，对于山区高速公路建设，是一个具有重大社会意义和经济效益 的课题。 国内外利用机制砂作混凝土细集料已有几十年的历史，如20 世纪90 年代美 国机制砂大致占细集料的20% ，生产原料来源的67%是石灰岩、19%是花岗岩， 另外的14%包括暗色岩、白云岩、砂岩和石英岩，日本天然砂与机制砂的比例约 为 1:2。我国云、贵、川、渝和香港等地区，使用机制砂替代河砂较多，并且主 要以石灰岩为主。机制砂的质量很大程度上取决于母岩的物理性能、加工工艺和 机械设备等因素。机制砂具有与河砂不同的颗粒形貌、级配和表面特性，机制砂 另一个最大的特性是机制砂在生产过程中不可避免地产生一些粒径小于 0.075mm 的石粉颗粒，约占机制砂总量的10%~20% 。与此同时，机制砂母岩的 矿物成分和颗粒特性的不同，石粉的岩性、含量、表面特性和化学活性的差异， 也影响其在混凝土中的作用。这使机制砂混凝土的制备和性能与河砂混凝土有很 大差异，由此产生在混凝土设计、施工和使用性能等技术方面的许多难题，并成 为影响和制约该项技术推广应用的重要因素。 交通部西部交通建设科技项目 2003 年立项设立了 “机制砂混凝土用于桥 梁建设的研究”项目（编号2003 318 811 06 ），该项目以石灰岩机制砂为对象， 1 研究总报告简本 不同岩性机制砂混凝土的使用性能研究及示范应用 对机制砂的生产、机制砂混凝土的配制、性能影响规律及机理与施工技术进行了 深入系统的研究，项目研究成果在湖北沪蓉西高速公路桥梁建设中开展了大规模 的推广应用工作，将机制砂的应用推上了一个新的台阶。 近年来，国内外在机制砂混凝土的研究和应用方面取得了很大成绩，但有些 问题还存在争议，有些问题还缺乏研究，需进一步从广度上和深度上进行挖掘， 这些问题主要包括： （1）对机制砂中石粉含量的限值存在较大争议，对石粉在机制砂混凝土中 的作用机理需进一步深入研究。国标14684-2001 《建筑用砂》限制机制砂的最高 石粉含量为3~7%，与英国、西班牙、法国、印度、澳大利亚等国家标准允许机 制砂中石粉含量限值15~25%相比过于严格，严重地