陈式华,章晓桦,陈卫芳

(浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020)

1 问题的提出

在山塘整治工程中,大部分坝体护坡采用了混凝土预制块。干硬性混凝土采用振动挤压成型,适合标准机械化批量生产。与普通混凝土比较,其优点:用水量少、水灰比小、强度高、快速硬化、密实性好、质量稳定[1],满足山塘整治工程中用量少、速度快、质量好、费用省等要求。由于这种工艺成型的预制块在水利工程中较少采用,对其配合比、性能是否满足工程要求存在疑虑,因此,对这种混凝土的配合比及工艺设计进行了试验研究,为干硬性混凝土在水利工程中的应用积累了一些经验。

2 干硬性混凝土配合比试验方案

2.1 试验的原材料

水泥:长广永兴水泥公司生产的32.5级复合硅酸盐水泥,28 d抗压强度34.9 MPa,水泥质量试验[2-6]成果见表1;砂料:采用河沙,细度模数为2.75,属中砂;石子:采用5～10 mm碎石;砂、碎石主要试验[7]成果见表2、3。水:当地自来水。

表1 水泥质量试验成果表

表2 砂料质量试验成果表

表3 碎石质量试验成果表

2.2 试验参数

2.2.1 配合比参数

根据干硬性混凝土的特点,选择0.31、0.35、0.38、0.44四个水灰比进行试验。对现场拌合后的混凝土以手捏成团、落地分散、振动挤压后能出浆、成型的预制块表面光洁度来判别混凝土干硬状态。经反复试验调整,确定砂率为45%,用水量取90 kg/m3。

2.2.2 振动次数

为检验不同振动次数对成型预制块性能的影响,选择成型时振动50,70,100,120次进行试验。

2.3 成型方法

预制块成型工艺是采用振动+挤压方式。生产设备为广州美路机械厂出厂的QFT6-25自动制砖机,本次试验模型为边长30 cm六边形、高10 cm,加压荷载为10 MPa;由皮带机送料,自动装料、成型及脱模,后将压制成型的预制块连同底模一起搬放到阴凉处立放,脱掉底模,完成预制块制作。

3 试验成果及分析

3.1 水灰比对强度的影响

根据选定的试验参数,对不同水灰比的预制块进行了试验,水灰比变动范围为0.31～0.44,砂率为45%,单位用水量为90 kg/m3。预制块28 d龄期抗压强度试验结果见表4。

表4 不同水灰比预制块试验结果表

从表4可见,强度随水灰比变化的规律较好,符合混凝土一般规律。所选配合比均能满足C20的抗压强度。从强度保证率来看,水灰比宜不大于0.40为好。强度—水灰比变化规律见图1。

图1 强度与水灰比的关系图

3.2 振动次数对强度的影响

干硬性混凝土预制块在成型过程中,除挤压之外还实施振动,为了解振动次数对强度的影响,依据表4的试验成果并进行分析,选择配合比基本相同(水灰比为0.38和0.41),而振动次数分别为120,100,70,50次的成型方式进行试验,结果见表5。

表5 成型时不同振动次数预制块试验结果表

从表5可见,振动次数对强度的影响较大,低于50次达不到C20强度要求,70次以上强度才有保证。因此在预制块成型过程中,振动次数不得低于70次。强度—振动次数变化规律见图2。

图2 成型时振动次数与强度的关系图

4 结语与建议

(1)采用干硬性混凝土,用挤压振动成型工艺生产护坡预制块是可行的,其性能满足设计要求,混凝土密实性较好,表面较光洁。工厂化生产质量也易于控制。

(2)根据不同水灰比试验结果,在水灰比不大于0.40,用水量在90 kg左右,强度达到C20的要求。

(3)成型时振动次数对强度有较大影响,要求振动次数不低于70次,以保证产品质量达到C20强度。

[1]杨清,李杏荣,王文兵.山区公路避险车道探讨 [J].云南建筑,2008(3):89-90.

[2]中华人民共和国国家标准.GB 175—2007通用硅酸盐水泥[S].北京:中国标准出版社,2007.

[3]中华人民共和国国家标准.GB/T 1345—2005水泥细度检验方法筛分法 [S].北京:中国标准出版社,2005.

[4]中华人民共和国国家标准.GB/T 17671—1999水泥胶砂强度检验方法[S].北京:中国标准出版社,1999.

[5]中华人民共和国国家标准.GB/T 2419—2005水泥胶砂流动度测定方法 [S].北京:中国标准出版社,2005.

[6]中华人民共和国国家标准.GB/T 1346—2001水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法[S].北京:中国标准出版社,2001.

[7]中华人民共和国水利行业标准.SL 352—2006水工混凝土试验规程 [S].北京:中国水利水电出版社,2006.

[8]中华人民共和国电力行业标准.DL/T 5144—2001水工混凝土施工规范 [S].北京:中国电力出版社,2002.