科技创新--提高混凝土质量的动力.pptx

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1、联系电话联系电话13501124631 13501124631 科技创新科技创新提高提高混凝土质量的动力混凝土质量的动力朱效荣朱效荣 教授教授 混凝土技术混凝土技术混凝土技术混凝土技术 杂志杂志杂志杂志 主主主主 编编编编北京城建混凝土研究所北京城建混凝土研究所北京城建混凝土研究所北京城建混凝土研究所 所所所所 长长长长唐山冀东混凝土唐山冀东混凝土唐山冀东混凝土唐山冀东混凝土研发中心研发中心研发中心研发中心 常务副主任常务副主任常务副主任常务副主任 首席科学家首席科学家首席科学家首席科学家联系电话13501124631 报告的主要内容报告的主要内容 多组分混凝土理论的创立多组分混凝土理论的创立

2、-突破水泥与混凝土连接点突破水泥与混凝土连接点技术理论的瓶颈技术理论的瓶颈预湿骨料技术理论的创立预湿骨料技术理论的创立-突破制约当前砂石含泥与突破制约当前砂石含泥与外加剂适应性的技术理论瓶颈外加剂适应性的技术理论瓶颈联系电话13501124631 一、一、多组分混凝土理论的内容多组分混凝土理论的内容联系电话13501124631 1 1、水泥与混凝土强度之间的计算公式、水泥与混凝土强度之间的计算公式 多多多多组组组组分分分分混混混混凝凝凝凝土土土土理理理理论论论论主主主主要要要要介介介介绍绍绍绍了了了了的的的的混混混混凝凝凝凝土土土土强强强强度度度度与与与与水水水水泥泥泥泥强强强强度度度度、胶

3、胶胶胶凝凝凝凝材材材材料料料料填填填填充充充充系系系系数数数数和和和和硬硬硬硬化化化化浆浆浆浆之间的关系：之间的关系：之间的关系：之间的关系：联系电话13501124631 f-f-f-f-混凝土设计强度值混凝土设计强度值混凝土设计强度值混凝土设计强度值 -水水水水泥泥泥泥水水水水化化化化形形形形成成成成的的的的强强强强度度度度值值值值，由由由由水水水水泥泥泥泥实实实实测测测测强强强强度度度度求得求得求得求得 。U-U-填充系数填充系数 u=(u u=(u1 1C+uC+u2 2F+uF+u3 3K+uK+u4 4Si)/(C+F+K+Si)Si)/(C+F+K+Si)m-m-硬化密实浆体占混

4、凝土的体积百分比硬化密实浆体占混凝土的体积百分比联系电话13501124631 联系电话13501124631 2 混凝土配合比的设计联系电话13501124631 1 1）配制强度的确定）配制强度的确定 按现行规范按现行规范 fcu.p=fcu.o+1.645 fcu.p=fcu.o+1.645确定确定联系电话13501124631 2 2）胶凝材料用量的确定）胶凝材料用量的确定 依据多组分混凝土理论公式：依据多组分混凝土理论公式：依据多组分混凝土理论公式：依据多组分混凝土理论公式：联系电话13501124631 当当设设计计强强度度、工工作作性性、水水泥泥、耐耐久久性性指指标标确确定定后后

5、，将将各各参参数数代代入入上上式式，以以求求得得水水泥泥用用量量C C0 0，为为降降低低水水泥泥水水化化热热，采采用用掺掺合合料料等等活活性性、等等填填充充替替换换建建立立联联立立方方程程，通通过过计计算算可可以以求求得得水水泥泥与与掺掺合合料料的的准准确确用用量量，实实现现了了掺掺合合料料品品种种和和用用量量的的合合理理选选择择，使使水水泥泥与与掺掺合合料料的的掺掺量量达达到最佳。到最佳。联系电话13501124631 等填充替换等填充替换C C0 0=u=u1 1C+uC+u2 2F+uF+u3 3K K 等活性替换等活性替换C C0 0=1 1C+C+2 2F+F+3 3K K 最小用

6、量条件最小用量条件C+F+K 300C+F+K 300 最多用量条件最多用量条件C+F+K 600C+F+K 600联系电话13501124631 根据由以上分析及公式的推导即可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、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耐久性与胶凝材料用量之间确定的数字量化关系。量化关系。联系电话13501124631 二 混凝土预湿骨料技术联系电话13501124631 混凝土预湿骨料技术混凝土预湿骨料技术1.技术背景技术背景2.预湿骨预湿骨料技术

7、措料技术措施施 3.预湿骨料预湿骨料用水量和最用水量和最佳砂率的确佳砂率的确定定 4.胶凝材料拌胶凝材料拌和用水量的和用水量的确定确定 5.总用水总用水的确定的确定 6.预湿骨预湿骨料装置的料装置的工艺装置工艺装置 生产应用报告联系电话13501124631 1.技术背景技术背景 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话13501

8、124631 技术背景 同时石子含有一定量的开口空隙，骨料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

9、水分和外加剂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，提高了原和损失的同时，增加了外加剂掺量，提高了原材料生产成本。材料生产成本。联系电话13501124631 2.预湿骨料技术措施预湿骨料技术措施联系电话13501124631 根据研究，我们确定采取预湿骨料和调整根据研究，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

10、外加剂掺量高落度小、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，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。制质量降低成本的目标。联系电话13501124

11、631 预湿骨料技术措施预湿骨料技术措施 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，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，坍落度经时损作性的改善，初始坍落度提高，坍落度经时损失减小

12、。达到节约减水剂，保证工作性，预防失减小。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。坍落度损失且降低混凝土成本的目的。联系电话13501124631 3.3.预湿骨料用水量和最佳砂率的确定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：3.1.13.1.1石子物理参数的测定3.1.23.1.2石子用量及润湿用水量的确定3.13.1粗骨料润湿水量的测定3.23.2细骨料润湿水量的测定3.2.13.2.1砂子物理参数的测定3.2.23.2.2砂子用量及润湿用水量的确定3.33.3预湿骨料用水量计算3.

13、43.4最佳砂率的确定生产应用报告联系电话13501124631 3.1粗骨料润湿水量的测定粗骨料润湿水量的测定3.1.1石子物理参数的测定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；则石子的堆积密度石子的堆积密度：g堆积堆积=100 m1（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石子空隙率为p,则石子的表观密度石子的表观密度：g表观表观=1000 m1/（1-p）（3）待35min后把水倒尽，称出其质量为m2；粗骨料的吸水率吸水率：生产应用报告联系电话13501124631 3.1.2石子

14、用量及润湿用水量的确定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(160180)L与胶凝材料拌和水(160180)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=g堆积堆积 (VC+VF+VK+VSi)g表观表观则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话13501124631 3.23.2细骨料润湿水量的测定细骨料润湿水

15、量的测定3.2.13.2.1砂子物理参数的测定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：s s堆积堆积=1000 m=1000 m1 1（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35min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话13501124631 3.2.23.2.2砂子用量及润湿用水量的确定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

16、度乘以石子的空隙率，则砂子用量计算公式如下：S=S堆积堆积 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话13501124631 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润湿润湿=W2+W33.4最佳砂率的确定最佳砂率的确定最佳砂率SP=S/(S+G)3.33.3预湿骨料用水量计算预湿骨料用水量计算生产应用报告联系电话13501124631 4 4、胶凝材料拌和用水量的确定、胶凝材料拌和用水量的确定（1）试验法）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

17、W0。即可求得胶凝材料拌和所需水量:W1=W0B/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）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+FF+KK+SiSi）（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话13501124631 5 5、总用水的确定、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

18、土总的用水量W=W1+W2+W3。生产应用报告联系电话13501124631 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；联系电话13501124631 效益分析 搅拌机电流峰值降低，可节省混凝土生产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、搅拌生产磨损相比将有所减轻，可延长电机

19、、搅拌叶片和衬板的使用寿命叶片和衬板的使用寿命1.51.5年，有效提高了国家年，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。明显的社会效益和环境效益。联系电话13501124631 三 小结多组分混凝土理论的创立多组分混凝土理论的创立 突破了水泥与混凝土连接点技术理论的突破了水泥与混

20、凝土连接点技术理论的瓶颈，为合理利用胶凝材料提高混凝土瓶颈，为合理利用胶凝材料提高混凝土质量提供了理论指导。质量提供了理论指导。联系电话13501124631 预湿骨料技术理论的创立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突破制约当前砂石含泥与外加剂适应性技术理论的瓶颈，准确区分了混凝应性技术理论的瓶颈，准确区分了混凝土中各种材料对水的消耗量，为合理使土中各种材料对水的消耗量，为合理使用砂石料，充分发挥外加剂的减水效果，用砂石料，充分发挥外加剂的减水效果，提高混凝土的质量提供了可操作的技术提高混凝土的质量提供了可操作的技术规范，在生产中具有重要的指导意义。规范，在生产中具有重要的指导意义。联系电话13501124631 谢谢！