人工砂混凝土材料设计与工程应用研究

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发布时间：2021-10-16

资料介绍

项目来源
广东省交通运输厅科技计划立项编号：2011
— — 02——057
2 主要完成单位
广东省长大公路工程有限公司
武汉理工大学
3 主要技术内容
3．1 技术特点
针对公路工程行业机制砂生产点多面广、质
量良莠不齐、应用水平落后的现状，在充分研究各
类破碎设备工作原理的基础上，提出了适合于交
通工程的设备选型和配套；采用级配投料和工业
固体废弃物复合的手段，对机制砂天然级配进行
改良；通过集料级配优化和体积分析，提出一种适
应于 C20～C120强度等级混凝土的配合比设计方
法；以天然河砂为参照，采用现代测试技术，对人
工砂混凝土组成、结构和性能进行了系统的研究，
揭示了人工砂混凝土组成、结构和性能的特点，为
人工砂混凝土的拌合、施工、养生等提供了依据；
结合依托工程的桥涵、隧道等混凝土的工程试验，
编制了《人工砂在混凝土工程中的应用技术指
南》。形成了机制砂生产、人工砂制备、人工砂混
凝土材料设计和工程应用等系列关键技术，为人
工砂的生产和人工砂混凝土的配合比设计提供了
技术支撑。
3．2 性能指标
(1)采用碎石石屑复合投料工艺，稳定生产细
度级配满足国标 (GB／T14684—2011)Ⅱ区级配的
要求的机制砂。
(2)发明了一种适应与 C20～C120混凝土的
基于级配优化和体积分析基础上的配合比设计方
法，减少了混凝土中胶凝材料用量。
(3)发明机制砂与 20％～30％的工业固体废
弃物复配制备人工砂的方法，提高了机制砂中
0．15～0．6mm颗粒，克服了机制砂的级配缺陷。
(4)形成机制砂生产、人工砂混凝土配制、人
工砂混凝土浇筑以及人工砂混凝土质量控制的关
键技术，人工砂混凝土工程外观和内在质量优于
天然河砂混凝土。
(5)成功地配制了粗集料堆叠率达 0．6的 C55
机制砂自密实混凝土；采用混合砂配制 C80高强
混凝土，采用机制砂配制 C100～C120超高强高性
能混凝土。
(6)综合利用 190万 m 的隧道开挖废石和 28
万 m 石屑，推广应用机制砂混凝土 216万 m 以
上，节省工程造价约 1．34亿元。
3．3 技术创新
中国科学院武汉科技查新咨询检索中心对课
题如下创新点进行了查新：(1)采用激光同轴共聚
焦显微镜探明了机制砂粒形、表面质地、级配和粉
料矿物组分等特征；(2)采用碎石石屑复合投料工
艺，稳定生产细度级配满足国标 (GB／T14684—
2011)Ⅱ区级配的要求的机制砂；(3)机制砂与工
业固体废弃物配制人工砂，提高了机制砂中 0．15
～ 0．6mm颗粒的含量系列方法，克服了机制砂天
然级配固有缺陷；(4)制订了一套基于级配优化和
体积分析的混凝土材料设计全计算方法，适用于
C20～C120不同工作性要求的混凝土，充分发挥
集料的堆叠作用减少胶材用量；(5)揭示了人工砂
混凝土组成、结构和性能的特点，成功地配制了粗
集料堆叠率达 0．6的 C55机制砂自密实混凝土；
(6)采用人工砂配制 C100和 C120人工砂超高强
高性能混凝土。查新结果：本课题的研究成果虽
然已有文献显示，有部分相类似的初步研究，但未
查到和本课题创新点和技术指标相近的论文、指
南、工法、专利及专著等。
3．4 成果水平
2014年 4月 10日，课题成果通过了广东省交
通运输厅组织的鉴定，认为：课题研究成果达到国
际先进水平，其中机制砂配制高强超高强混凝土
达到国际领先水平。
4 效益分析
《人工砂混凝土材料设计与工程应用研究》的