一种铁路工程机制砂泵送混凝土组分配制方法
【技术领域】
[0001] 本发明技术属于混凝土领域，具体涉及应用于铁路工程机制砂栗送混凝土的配制 方法。
【背景技术】
[0002] 随着经济的快速发展，天然砂资源也在日趋枯竭，而我国基础建设项目与日倶增， 因此机制砂的生产和应用量越来越大。进行铁路机制砂栗送混凝土配合比设计时，除应满 足混凝土设计的强度等级和弹性模量的要求外，还应保证混凝土的可栗性，即要求混凝土 应具有一定的流动性、和易性、保水性，保证混凝土在连续浇注过程中不发生离析和泌水， 防止混凝土在栗送过程中发生卡管堵塞而影响混凝土浇注质量及长期耐久性能。
[0003] 然而，实际工程中，由于机制砂级配变化或者混凝土配合比设计不合理等因素，导 致机制砂栗送混凝土工作性能差，离析严重，出现泌水和泛砂现象，影响可栗性以及浇筑后 结构物的表观质量，钢筋保护层的性能大幅降低。同时，混凝土泌水又影响到混凝土的抗冻 性和抗渗性，并为外界环境腐蚀离子提供了侵蚀通道，影响混凝土的长期耐久性。铁路混凝 土尤其重视混凝土耐久性，原始的缺陷将在动荷载作用下(铁路工程特点受到机车动荷载 作用，远比其它行业动荷载高)很快发展、扩散，严重的降低混凝土结构的寿命。
[0004]混凝土粘聚性反映了固体对固体的吸附能力，保水性反映了固体对液体的吸附能 力，若细粒体体积用量过少，则不能满足栗送混凝土的工作性能。若细粒体体积用量过大， 将造成混凝土干缩大、水化热大，也降低了混凝土抗裂性及耐久性能。因此，为了确保机制 砂栗送混凝土的综合性能，配合比设计应该寻求一个最佳的等效细粒体体积，对于铁路工 程混凝土尤为重要。目前，机制砂栗送混凝土出现这些问题，其实质是在进行配制时没有抓 住问题的本质或者没有很好的解决这个本质问题。本发明从最优等效细粒体体积的角度出 发，提出一种新的机制砂栗送混凝土配制方法。鉴于水泥品种多，水泥细度和质量不够稳 定，选择以细度1〇〇目的石灰石细粒体为等效基体。实践表明，石灰石细粒体资源丰富，细度 100目的石灰石细粒体性能稳定，以此作为等效细粒体的基准具有重要的参考意义。
【发明内容】
[0005] 鉴于现有机制砂栗送混凝土配制技术存在的缺陷，本发明的目的是，提供一种更 科学、合理、稳定的铁路工程机制砂栗送混凝土配制技术，配制方法抓住最佳细粒体体积这 个问题本质，基于等效石灰石细粒体体积模数配制出综合性能优良的混凝土。
[0006] 基于混凝土的四个基本要求(施工工作性、强度、耐久性和经济性），本发明的目的 是通过如下的步骤实现的。
[0007] -种铁路工程机制砂栗送混凝土组分配制方法，基于性能稳定的100目石灰石细 粒体等效体积模数Kn、单方混凝土推荐用水量、等效细粒体浆体体积推荐值VSLeR为控制参 数求取需要外加的等效细粒体质量，实现铁路工程机制砂栗送混凝土标准化配制，确保机 制砂栗送混凝土的综合性能;其中：
[0008] 1)等效石灰石细粒体体积模数Kn由以下方法确定：
[0009] 等效石灰石细粒体体积模数是指[第η种细颗粒组分达到与100目石灰石细粒体相 同胶砂流动度，相同体积下，相同保水性时所需最大用水量Wn]与[100目石灰石细粒体胶砂 流动测定所需用水量WU之比：
[0011]确定第η种细粒体组分的等效石灰石细粒体体积模数Kn;
[0012] 2)单方混凝土推荐用水量由下表1确定：
[0013] 表1
[0015] 3)根据坍落度等效细粒体浆体体积推荐值V&R由下表2确定：
[0016] 表2
[0018] 4)需要外加的细粒体的质量计算公式：
[0020] 公式中符号说明：
[0021] MF-外加细粒体的质量，单位kg;
[0022] W-单方混凝土推荐用水量，单位kg;
[0023] C-水泥的用量，单位kg;
[0024] s一砂子的用量，单位kg;
[0025] MA1-第1种矿物掺合料的用量，单位kg;
[0026] MA2-第2种矿物掺合料的用量，单位kg;
[0027] MAn-第η种矿物掺合料的用量，单位kg;pc-水泥的密度，单位g/cm3;
[0028]Pmm-第1种矿物掺合料的密度，单位g/cm3;
[0029]PMA2-第2种矿物掺合料的密度，单位g/cm3;
[0030]PMAn-第η种矿物掺合料的密度，单位g/cm3;
[0031] PsY-机制砂中细粒体的密度，单位g/cm3;
[0032] γ-机制砂中细粒体(粒径< 0.15mm)含量的百分比；
[0033]Pmf-外加细粒体的密度，单位g/cm3;
[0034] KC-水泥的等效100目石灰石细粒体体积模数；
[0035] 心一第1种矿物掺合料的等效100目石灰石细粒体体积模数；
[0036] K2-第2种矿物掺合料的等效100目石灰石细粒体体积模数；
[0037] Κη-第η种矿物掺合料的等效100目石灰石细粒体体积模数；
[0038]KSY-机制砂中细粒体的等效100目石灰石细粒体体积模数；
[0039]KMF-外加细粒体的等效100目石灰石细粒体体积模数；
[0040] 其中，C一水泥的用量、S-砂子的用量和Μη-第η种矿物掺合料的用量按JGJ55规 范获得。
[0041 ]在本发明中，设计思想的基准是提出了以100目石灰石细粒体为基准，确定其它粒 径< 0.15mm细粒体组分(水泥、矿物掺合料及其它）的等效石灰石细粒体体积模数。作为基 准的100目石灰石细粒体胶砂流动度测定所需原材料为:石灰石细粒体450g;标准砂1350g; 水225g;减水剂根据推荐比例掺加。胶砂制备方法参照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验 方法(ISO法)》，胶砂流动度测定方法参照GB/T2419-2005《水泥胶砂流动度测定方法》，其中 100目石灰石细粒体代替标准规范中水泥。
[0042]再此基础上基于满足铁路工程机制砂栗送混凝土的施工工作性和耐久性而确定 用水量(W)，表1结合铁路工程机制砂栗送高性能混凝土的特点和聚羧酸高性能减水剂的性 能特点，根据实践经验给出满足施工工作性的单方混凝土推荐用水量。
[0043]根据规范JGJ55各物料，包括砂(S)、石(G)、水泥(C)胶凝材料及聚羧酸高性能减水 剂的用量，单位均用kg表示。
[0044]最优的等效细粒体浆体体积确定等效细粒体浆体体积推荐值(VSlR)推荐值见表2〇
[0045] 其获得是配制100目石灰石细粒体、机制砂（已筛掉0.15mm以下的细粒体成分）、 石、水及聚羧酸高性能减水剂为原材料拌制石灰石拌合物，试验确定出能够满足机制砂栗 送混凝土施工工作性要求的最佳浆体体积，并以此作为等效浆体体积推荐值。机制砂栗送 混凝土等效细粒体浆体体积，基于机制砂栗送混凝土可靠、稳定的施工工作性而创造性设 计。
[0046] 最后确定外加的细粒体质量。
[0047] 根据前面所获控制参数计算需要外加的细粒体体积，并按照就地取材的原则，可 选用废弃的石灰石粉、花岗岩石粉或其它〇.15_的细粒体材料。<