在商品混凝土企業里,過多關注膠凝材料、外加劑及礦物摻合料的質量,忽視對砂石質量的控制。許多企業管理人員認為,只要膠凝材料質量有保證,砂、石是不用太多考慮的,尤其對于骨料級配的問題沒有足夠的認識,甚至于不屑一顧。實際生產中砂石骨料的用量是最需要頻繁調整的,這就恰恰說明,骨料是需要重點地、經常性地關注骨料優良級配組合。
在混凝土體系中,粗骨料石子的空隙用砂來填充,石子的空隙率越大需要填充空隙的砂的數量也相應較大。砂的比表面積大于石子的比表面積,因此要使混凝土獲得相同工作性,必要要增加包裹骨料表面的漿體數量。骨料石子空隙率越大,混凝土的漿體量相對較高,混凝土的經濟性也就越差?;炷翝{體數量的增加會帶來較大的收縮,產生較多的細微裂縫,對混凝土的耐久性造成不利的影響。因此,降低石子的空隙率是實現混凝土經濟性和耐久性的重要手段。
骨料要達到最小空隙率和最大容重,必須是較大顆粒之間的空隙,由較小粒徑的顆粒填充,再所余空隙由再小粒徑的顆粒填充。填充空隙顆粒的粒徑不大于間隙之距離,才能形成最小空隙率,否則會發生干涉現象,發生干涉松動現象無疑會影響骨料的容重和空隙率。從填充理論分析,若兩種或多種骨料的顆粒之間較大顆粒的空隙由次一級顆粒填充且不發生粒子干涉,則存在一個合理的比例,使混合骨料的空隙率最小。
實際生產應用時,骨料的粒子之間肯定存在干涉或部分干涉的現象,如圖1中粒徑較小的顆粒會大于上一級顆粒的空隙,使大顆粒排列空間增大,空隙增大,起到松散排列作用,但仍可以把不同粒級的骨料按不同比例配合求得最小的空隙率或最大的容重。例如,單粒級10mm~20mm 碎石和單粒級5mm~10mm 碎石按不同比例混合,可以測出混合骨料最大松散容重。
普通混凝土骨料最小空隙率的探討
空隙率最小時的級配就是骨料的最佳級配,這種級配通常是連續的,因此稱作連續級配。生產實踐中,天然或人工碎石的級配很難完全符合級配的要求??捎脙煞N或兩種以上的骨料混合滿足級配要求。過去曾對骨料級配進行了大量的研究,試圖建立最優的理想級配曲線,得到的大部分理論曲線都是拋物線型曲線,根據假定的最優理論級配曲線,用試算法確定各級配骨料的混合比例可得到理論最大容重或最小空隙率的骨料。實際工程中按此方法得到符合最優理論級配的骨料往往是不經濟的,因為影響骨料容重和空隙率的因素不僅有級配,而且有顆粒的形狀和骨料的裝實方法等。
由于生產中的碎石級配不合理,空隙率較大,然需要對所謂的“連續級配”進行試驗復配,以達到最小空隙率。其試驗方法是將兩種石子按照不同的比例復配,然后分別測松散堆積密度。松散密度最大時,兩種石子的復配空隙率最小,也是配制混凝土時兩種石子的最佳級配,配制混凝土也最經濟。例如,復配前石子的空隙率為40%,復配后石子的空隙率為38%,空隙率減少了2%,填充骨料空隙的漿體也相應減少2%,即20L/m3。如某混凝土配合比計算,調整前石子1060kg/m3,石子的松散空隙體積約為261L/m3(0.4×1060/1620);調整后,石子的用量為1081kg/m3(1060×102%),石子的松散空隙體積約為245L/m3(0.38×1081/1680),需要填充的漿體減少了16L/m3。膠凝材料的密度為3000kg/m3,粉煤灰的密度為2200kg/m3,則復合膠凝材料的密度為2760kg/m3。水膠比為0.47,則16L/m3膠凝材料漿體含有的膠凝材料體積約為10.9L/m3,膠凝材料的質量約為30kg/m3。由此可見,通過簡單石子復配,可以節省膠凝材料30kg/m3,成本降低5~8元/m3。
隨著商品混凝土行業的不斷發展,競爭也隨之急速加劇,企業對技術的重視程度越來越高,因為它不僅關系到企業的效益,甚至面臨著被行業淘汰的風險。技術創新是多元化的,就像骨料級配問題,微小到常被人忽略,但卻蘊藏著巨大的利潤奧秘。然而,技術提高的背后,其實是企業生產管理水平的提高,把粗放式的管理改進到精細化的管理,就能為企業帶來豐厚的效益,企業要長足發展,也需要從管理創新中發現亮點。
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