在商品混凝土企業(yè)里,過多關(guān)注膠凝材料、外加劑及礦物摻合料的質(zhì)量,忽視對砂石質(zhì)量的控制。許多企業(yè)管理人員認(rèn)為,只要膠凝材料質(zhì)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(rèn)識,甚至于不屑一顧。實(shí)際生產(chǎn)中砂石骨料的用量是最需要頻繁調(diào)整的,這就恰恰說明,骨料是需要重點(diǎn)地、經(jīng)常性地關(guān)注骨料優(yōu)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(shù)量也相應(yīng)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(shù)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(jīng)濟(jì)性也就越差?;炷翝{體數(shù)量的增加會帶來較大的收縮,產(chǎn)生較多的細(xì)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(shí)現(xiàn)混凝土經(jīng)濟(jì)性和耐久性的重要手段。
骨料要達(dá)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(fā)生干涉現(xiàn)象,發(fā)生干涉松動現(xiàn)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(fā)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(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用時,骨料的粒子之間肯定存在干涉或部分干涉的現(xiàn)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(xù)的,因此稱作連續(xù)級配。生產(chǎn)實(shí)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(jìn)行了大量的研究,試圖建立最優(yōu)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(jù)假定的最優(yōu)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(shí)際工程中按此方法得到符合最優(yōu)理論級配的骨料往往是不經(jīng)濟(jì)的,因?yàn)橛绊懝橇先葜睾涂障堵实囊蛩夭粌H有級配,而且有顆粒的形狀和骨料的裝實(shí)方法等。
由于生產(chǎn)中的碎石級配不合理,空隙率較大,然需要對所謂的“連續(xù)級配”進(jìn)行試驗(yàn)復(fù)配,以達(dá)到最小空隙率。其試驗(yàn)方法是將兩種石子按照不同的比例復(fù)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(fù)配空隙率最小,也是配制混凝土?xí)r兩種石子的最佳級配,配制混凝土也最經(jīng)濟(jì)。例如,復(fù)配前石子的空隙率為40%,復(fù)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(yīng)減少2%,即20L/m3。如某混凝土配合比計(jì)算,調(diào)整前石子1060kg/m3,石子的松散空隙體積約為261L/m3(0.4×1060/1620);調(diào)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(fù)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(zhì)量約為30kg/m3。由此可見,通過簡單石子復(fù)配,可以節(jié)省膠凝材料30kg/m3,成本降低5~8元/m3。
隨著商品混凝土行業(yè)的不斷發(fā)展,競爭也隨之急速加劇,企業(yè)對技術(shù)的重視程度越來越高,因?yàn)樗粌H關(guān)系到企業(yè)的效益,甚至面臨著被行業(yè)淘汰的風(fēng)險(xiǎn)。技術(shù)創(chuàng)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(yùn)藏著巨大的利潤奧秘。然而,技術(shù)提高的背后,其實(shí)是企業(yè)生產(chǎn)管理水平的提高,把粗放式的管理改進(jìn)到精細(xì)化的管理,就能為企業(yè)帶來豐厚的效益,企業(yè)要長足發(fā)展,也需要從管理創(chuàng)新中發(fā)現(xiàn)亮點(diǎn)。
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