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预拌混凝土搅拌站试验技术

从事试验技术应具备以下条件:

1 人员素质

当今社会新潮之一就是人员的流动,这是正常现象,但人材的流失企业应反思了。有些企业老板认为混凝土很简单,就象中药店抓药方一样;只要听话的、能应付上面检查就可以了,很不重视技术、不重视人材。

这里所述的人材是指既有扎实的专业知识、又有一定的管理经验、还有灵活应变的沟通技巧,并能使属下的员工形成一支有战斗力的团队。而混凝土搅拌站的技术负责人或试验室主任应具备:

⑴一定的专业理论知识用以指导试验;这里所指专业当然是混凝土或无机非金属材料专业;

⑵相关领域的专业知识;如水泥、工民建、高分子化学等;

⑶相当的动手能力;主动、自觉和不怕脏、不怕累;

⑷熟悉、宣贯和掌握本行业的相关标准、规范等;

⑸组织和管理试验的全过程;

⑹有一定的沟通技巧:

⑺在保证质量的前题下降低成本。

2 试验技术理念

2.1 如何执行和参照国标、部标、行标; 对旧标准

进入21世纪相对20世纪的一些标准、规范已落伍、陈旧阻碍了我们的思维,只能参照;总之,不少标准中有一句话“经过试验确定”是千真万确的。

2.2 具有超前意识

这就是;人家有的我也要有;人家能做的我也能做;人家没想到的我要先研究、开发、储备。不要认为只有大城市才有大作为,中小城市没有可挑战的,为什么不研究中、低强度等级的混凝土找出不开裂或少裂缝配方呢?这也是超前理念。

2.3 立足基础将C40以下的混凝土好好打

不要停止你的脚步,停止意味着倒退。常常听说C60以上的好打,因为材料是精选的。但不要忘记几乎95%以上的混凝土是C40以下的混凝土,因为价格低,材料相对要求不是很高,往往问题就出在这一大部份混凝土,尤其C20 泵送高度达100~200m常造成堵泵、C25P8~P10抗渗通不过、C30~C40底板或楼板开裂、面层起粉等等大量的质量问题都出在这里。作为技术负责人一定要立足将中低强度等级的混凝土打好才是真本事。

3 试验方法和技术思路

方法与管理一样,根据企业的自身条件和环境、人员、材料,每人都有自己一套经验,在此与大家交流。

3.1 从量变到质变

3.1.1 原材料验收标准

首先制订进厂原材料验收标准。

3.1.2 内控标准

制订试验室-生产出厂-现场交付坍落度和强度企业的内控标准(见表1)。

 

3.1.3 生产选用表(见表2)

 

3.1.4 试验前的准备

⑴原材料检验:原材料都应从现场取,同时进行各项指标检验。

⑵明确试验目的:技术负责人进行设计。

3.1.5 配合比设计的原则

⑴应根据工程设计要求的强度等级、工程结构所处的五类环境条件(混凝土结构耐久性)、构件尺寸(大体积,转换层大梁等)、钢筋间距以及施工工况(气温和气候、运输时间、施工机具等)选择水泥品种和强度等级。根据石子最大粒径、施工要求的工作性(坍落度、粘聚性、和易性)来确定胶凝材料用量、用水量以及砂率等;

⑵应根据工程设计要求的强度等级,结合本单位的设备和生产能力,历年的生产质量水平确定配制强度σ(标准差)(GBJ107中的生产质量控制水平表)在保证质量的前提下尽可能节省成本;

⑶按JGJ55<普通混凝土配合比设计规范>计算确定初步配合比;

⑷经过试配,调整得出基本符合强度要求的基准配合比;

⑸再经试拌作砂率和容重的调整,成型试件检验强度和客户提出的耐久性要求等项目;

⑹试验室得出的配方是在材料固定,没有计量误差、人为误差、设备功率误差(搅拌量少)、材料温度误差(室温)。因此还需进行生产模拟试验,从生产下料中取样与试验室对比;搅拌车到施工现场由于气候、运距和时间、搅拌车的质量和鼓的转速以及工地故障因素造成坍落度不稳定,还需从施工现场卸料中取样与试验配方对比,还应与工地养护条件作对比。不同强度等级都应进行对比,由此制订内控标准;

⑺最终求得既满足可施工性,设计要求的强度等级和耐久性指标又是最经济合理的可供生产用的配合比;

⑻正式生产时, 根据砂石含水量调整用水量, 确定施工配合比;

⑼试验室主任下达试验工作量,并进行分工。

3.1.6 试验内容

首先应熟悉本厂所用材料的性能指标及波动情况。针对本企业常用水泥(至少三种水泥和三种外加剂);固定一个常用的配比(如广州通常以C30 泵送为例)。

⑴大小石比例,确定砂石的最小空隙率;以石子的大小比例测出最小空隙率。

⑵确定浆骨比(骨灰比),即混凝土中骨料与水泥浆量之比。

浆骨比的关键在于浆体量,配制某种混凝土强度等级的混凝土首先确定W/B 和单方用水量,从而就得出每m3混凝土的浆体量,则1m3混凝土扣除含气量减去浆体体积即为骨料体积。

例:C30 SL=150±30mm采用P.O42.5R掺粉煤灰(II级FA)。

 

采用泵送混凝土(C20~C50)的浆体含量一般约在300~350L之间,骨料体积一般约在700~650L之间,空气体积一般约在10~40L之间。

浆体的主要作用:①将散落的砂石粘结在一起,②是在填满砂石空隙后要有一定的余量,有利于混凝土的流变性,由于骨料是体积稳定性的柱石,因此配制大体积混凝土、板以及低强度混凝土尽可能增加骨料用量,减少浆体量。尽可能降低砂率,增大骨科粒径。可减少收缩开裂。⑶砂浆富余系数(与粗骨料之间的关系),配制混凝土有一个概念,即砂浆在填满粗骨料的空隙后应有一定的富余量,以利于混凝土的流动性。砂浆体积与粗骨料空隙体积之比称为砂浆富余系数,也称拨开系数,或包盖系数。

α=Vm/Vg

式中:

α—砂浆富余系数

Vm—砂浆体积

Vg—粗骨料空隙体积

砂浆富余系数越大,混凝土坍落度越大,混凝土的流动性越好。

SL=70~90mm塑性混凝土的砂浆富余系数约为1.5;

SL=130~150mm流动性混凝土的砂浆富余系数约为1.7;

SL=180~200mm大流动性混凝土的砂浆富余系数约为2.0。

 

此表说明;粗骨料空隙率越小达到相当的砂浆富余系数石子用量越多。所以石子空隙率与配制SL和砂浆富余系数,石子用量有关。

:配制SL=200mm的大流动性混凝土

:石子空隙率为43%,α=2.09石子用量为1050kg;石子空隙率为40%,α=2.02石子用量为11501kg,才能配出符合施工要求的大流动性混凝土。

⑷确定合理砂率。混凝土拌合物合理砂率值的确定原则:

①混凝土拌合物合理砂率值是指在用水量及水泥用量一定情况下,能使混凝土拌合物获得最大的流动性,且能保持粘聚性及保水性良好的砂率值;

②选合理砂率试验时,至少应拌制五组,不同砂率的混凝土拌合物各组的W/C为定值,砂率值应以每组相差2%~3%的间隔变动,测定每组混凝土的SL值,同时检验其粘聚性及保水性,然后制作强度作分析用。

③用坐标值作SL值-SP%关系图:一般情况下砂率过大(砂多石少),骨料的总表面积和空隙率都增大,混凝土拌合物显得干稠,流动性变小。


 

砂率过小(砂少石多),则砂浆量不足,也将降低拌合物流动性。

图上将出现一个SL的最大值与此相应的SP值即为合理砂率值。

合理砂率值应为粘聚性及保水性保持良好,且混凝土SL值为最大时所相应的砂率值。

④砂率对混凝土强度的影响在一定的范围内并不明显,因此,合理砂率值主要是根据混凝土拌合物的SL,粘聚性,保水性等特征来确定。

⑤如配比中掺加FA 和A 则应保持等量测五个砂率作图分析。

⑸不同砂的细度模数试验,寻找合理的砂率。

C、FA一定用量情况下,采用粗砂、中砂、细砂对比试验,通过调整SP%、W、A达到相同SL和流动度,测定R28, 供生产分析成本。

①粗骨料空隙率与砂率的关系:骨料粒径越大堆得越高,大粒径的向外向下滚,小的细的停留在顶上。

怎样选定工程混凝土最适宜的砂率,除了与砂、石的粒形、级配还与SL,是否采用泵送有关外,还与砂浆富余系数有关。

例:工程混凝土要求施工SL=200mm,要求适宜的砂浆富余系数为2.0,当石子空隙率为40%,则宜选用1150 Kg/m3的石子用量, 此时石子的实体体积1150/2.7=426L,则砂浆体积为1000-426-10=564L。

砂浆体积减去浆体体积和空气体积= 砂的体积,相应砂率也就计算出了。

②骨料物理性能与配合比的关系:经验而言;造成混凝土质量(强度,裂缝)问题和坍落度不稳定的主要因素是骨料,尤其砂子波动。客观因素砂石大宗材料没有一个政府部门监管,砂石供应商没有检测手段和质保体系,更没有技术和先进设备。进入搅拌站的砂石几经周转,翻滚级配混乱,止息角、风吹、雨淋和日晒含水率时时在变化,造成混凝土质量的主要原因之一。

砂子是混凝土的重要组成部分,砂子的级配、空隙率和细度模数对于配制性能良好的混凝土同样不可忽视。

由于天然砂的级配都比较好,空隙率都在33%~38%之间。

对于一定量的浆体,用细砂时就需要减少砂子用量,浆体才足以包裹住砂子。用粗砂时必须增加砂率,砂子才能充分占有浆体。大量试配证明,以上例子是基于Mx=2.5的中砂,避免出现没有砂子支撑的多余浆体。

砂子Mx(细度模数)每减少0.1,在配制混凝土时应减少0.5%砂率,反之Mx每增加0.1 在配制混凝土时应增加0.5%砂率,以避免出现没有的骨料支撑的浆体。

配制优质混凝土,首先是尽可能降低浆骨比值,即在符合混凝土施工性和强度等各种设计性能的基础上,尽可能减少浆体含量,增加骨料含量,减少浆体量的主要方法是减少单方用水量,采用高效减水剂与优质掺合料,和增加粗骨料含量的方法。

每增加100kg粗骨料可减少37L砂浆量,约可减少10kg/m3左右水量

⑹确定FA(Sg)的最佳掺量。

FA(Sg)掺入商品混凝土中有很多优点,也有很多限制。

最佳掺量是指达到最佳工作性前提下,R早、R28能满足要求,优良FA 可掺到35%~40%,低质FA能少掺则少掺。

试配时,以满足一定的SL和流动度,以掺量为横坐标,R28为纵坐标以15%、20%、25%、30%、35%决定最佳掺量,找到此种FA的最佳掺量后,用不同等级的FA作对比,以达到相同的工作性和R 通过增减C或A来修整各材料用量。有磨细矿粉的地方建议采用双掺(FA+Sg), 最佳掺量根据结构和环境条件而定。

⑺确定A 的最佳掺量。

用水泥净浆流动度和砂浆减水率只是参考值,应以本企业所用C、FA、S、G、A作混凝土减水率试配。影响A与C适应性除了C3A含量高外,还有水泥的碱(K2O+Na2O)≤0.6%含量,碱含量越大,流动度越小,缩短混凝土凝结时间,提高早期强度,降低28天强度。

①确定某一配合比,保持SL不变情况下改变A掺量,找到最大减水率的最佳掺量。


 

②最佳掺量不变,改变外加剂品种(建议选三种A),从性价比中优选最优A。而不要认为单价便宜就好,掺量太大既浪费又易产生质量问题。通过外加剂掺量变化,达到相同流动度和R,节省水泥。

改变SL和流动度,在一定的W/B条件下通过不同掺量以达到施工要求的SL。

③A与C适应性:

水泥中C3A 含量的影响,按吸附力排列C3A>C4AF>C3S>C2S;

与水泥中调凝剂石膏有关,当外加剂中掺有木钙和糖钙时,因它们对二水石膏和硬石膏的溶解度不同,用硬石膏的水泥,外加剂中的木钙和糖蜜溶解度大大降低,使水泥产生假凝,尤其C3A>8%更甚;

水泥的碱含量高,流动性小,凝结时间短;

水泥混合材的影响,通常FA和Sg有利于提高水泥净浆流动性,但掺煤矸石混合材的水泥分散效果较差;

水泥的比表面积,水泥比表面积越来越大,A掺量越大,流动性提高越大。

当气温>25℃时,在低W/C的混凝土中掺高效A不同程度存在SL 损失快,说明不适应。而在1~1.5h内,大坍落度仍能保持没有离析和泌水现象,称为“A与C是适应的”。

⑻测定不同A掺量时的凝结时间。

根据昼夜温差、温度、气候、运距和时间、施工机具(泵送、塔吊、直卸等)工程要求(早强拆模、张拉)来调节缓凝剂掺量。

⑼测定混凝土的含气量。

建议泵送混凝土最好采用泵送剂,或引气减水剂,使混凝土的含气量保持3%~4%,这样有利于泵送,抗渗。如含气量>5%,每增加1%含气量,后期强度降低7%左右。

⑽测定试件各龄期混凝土的强度。进行测定标准养护(标养)、室外(同现场施工条件)、水中不同龄期混凝土的强度,以两者之差值进一步调整配合比供生产参考用。

通过以上大量的试验,总结分析再进行深化。

⑾固定C30泵送,材料不变。

再从以下试验:

①保持水泥用量不变:每增加10Kg水SL减少多少,R28降低多少;达到相同SL,A 要增加多少,观其R28变化;② 保持水泥用量不变:再增加10Kg(20 Kg)水,SL减少多少,R28降低多少;达到相同SL,A要增加多少,观其R28变化;

③ 保持水量不变:每增加15Kg水泥,SL减少多少,R28增加多少;达到相同SL,A要增加多少,观其R28变化;

④保持水量不变:再增加15Kg(30Kg)水泥,SL减少多少,R28增加多少;达到相同SL,A要增加多少,观其R28变化;

⑤保持W/B不变:总B(浆量)不变,调整C和FA比例,达到相同SL 用砂率和A调节。找出最佳FA掺量。通过大量的试验,从量变到质变。才能制订试配和生产的内控指标,

⑿采用同一配比,相同的原材料,同时从生产取样制作试块、在试验室、生产和现场取样的得出的28天强度进行对比,供生产来调整生产配合比。

⒀长期性能试验:固定C30泵送配方(从上述试验择优)进行R3、R7、R28、R60、R90、R180标养、室外、水中对比强度发展;接着再进行R3、R7、R28、R60、R90、R180标养、室外、水中对比强度发展。这样一年四季的各种环境条件的数据都有参考。

3.2 不断总结分析

最可怕的是不珍惜自己的劳动成果。做了大量的试验就认为任务完成了,有的将这些数材束之高阁,应养成不论是生产的还是试验的都应该认真弄明白,搞清楚,使之进一步提高。这才是技术的责任。


 


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