混凝土芯砂石桩复合地基现场试验研究结论与展望

导读:因为，石粉也是小于75微米的颗粒，但石粉与天然砂中的泥成分不同、粒径分布不同、在混凝土中所起的作用亦不同，石粉对混凝土是有益的，有适量石粉的存在，弥补了人工砂配制混凝土和易性差的缺陷，同时，它的掺人对完善混凝土小于75微米特细颗粒的级配，（在这一点上，天然砂由于其生产工艺的限制，其特细级配基本没有）提高混凝土密实性都有益处，现代混凝土设计理念，是强调发挥骨料骨架的支撑作用，而发挥骨料骨架的支撑作用***有利条件是使骨料之间空隙***小，密实度******。

混凝土芯砂石桩复合地基现场试验研究结论与展望    （1）提出了一项利用土工格栅加筋碎石垫层和混凝土芯砂石桩联合处理路堤软基的技术方案。

作用原理为利用具有一定厚度、一定抗拉刚度、一定模量和抗挠曲刚度的柔性加筋碎石垫层作路堤的基底垫层，承受和传递路堤荷载，均化基底应力，合理分配桩土荷载，约束地基土的侧向变形，防止桩身被侧向挤压挠曲和破坏；利用混凝土芯桩的高强度分担路堤荷载，降低桩间土的荷载压力；利用芯桩砂石壳作为地基中的竖向排水体，加速桩间土的固结、加速沉降发展、加速强度增长，有效提高桩间土的承载力。

利用加筋碎石垫层的加筋作用、混凝土芯砂石桩的置换和排水作用达到有效满足桥头路段承载力和消除工后沉降的要求。

（2）土工格栅加筋碎石垫层的作用和功能不容忽视，它必须具有一定厚度、一定抗拉强度、一定模量和抗挠曲刚度，才能有效承受路堤荷载，均化基底应力，合理分配桩土荷载，约束地基土的侧向变形，防止桩体被挤挠曲，充分发挥桩体承受荷载的功能。

若垫层的厚度很薄，抗拉强度很低，模量很小，抗弯刚度很小，垫层就失去其作用功能和效果，桩体可能受到软土变形挤压倾斜弯曲，影响桩体承受荷载的功能。

（3）桩长范围内土层的压缩沉降，由于芯桩砂石壳的排水固结，在施工和预压期后，沉降基本稳定，这部分工后沉降很小。

若下卧层较厚，固结比较缓慢，沉降持续时间较长，是产生工后沉降的主要部分，这对消除工后沉降十分不利。

因此，合理确定桩长，降低下卧层的沉降量，是保证减少工后沉降的技术关键，值得注意和重视。

（4）经混凝土芯砂石桩复合地基处理后，地基的侧向位移很小，试验段中******位移点发生在地表以下4～8m深度范围内，和普通的堆载预压相比，主要侧移量的发生位置明显的向下移动，分析认为是由于芯桩对软基侧向挤出变形有约束作用，限制了侧移量的发展，有利于减少对桥台基桩的水平推力。

（5）路堤施工和堆载预压阶段地基总沉降量较大（相对于搅拌桩等其它复合地基），原因在于芯桩砂石壳提供了大直径的竖向排水通道，大大缩短了土体的排水距离，地基土体能在相对较短的时间内产生较大的固结沉降；超静孔压消散快，地基沉降稳定较快，试验段预压4个月后首次测得月沉降速率5mm/月，表明地表沉降已开始稳定，和普通砂井预压时间一致。

（6）由于加固深厚软基时桩长较长，为方便运输和施工方便，常分段预制，接桩质量是保证施工质量的一个重要技术环节。

（7）现场载荷试验和沉降、位移等效果检验验证了该项新技术的先进性、合理性和有效性。

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混凝土搅拌站专用砂石骨料碎石与5X系列高效碎石整形机

混凝土搅拌站专用砂石骨料碎石与整形机砂石骨料在混凝土中的作用非常重要，它起着骨架作用，传递应力，即使没有水泥浆，骨料亦可支撑载重，同时抑制收缩，防止开裂。

上世纪90代以俊，混凝土的发展趋势是发展高性能混凝土（HPC），骨料已渐被当作主要架构材料，而水泥用量则越少越好。

而HPC的发展必须有高质量的砂石骨料。

我国混凝土方面的专家把砂石骨料的质量视为制约我国混凝土发展的瓶颈；分析认为，中国混凝土质量不如西方的主要原因是砂石的质量差，并警告说，如果骨料品质低劣与离散性大的现状得不到改善，HPC就不可能实施。

因此，砂石骨料的颗粒级配、粒型、表面特征、针片状颗粒含量、空隙率等过去不被重视或无法控制的性能日显重要。

人工砂正是应运而生，在上述方面有其显著的特点。

但由于人们已有的对骨料的认识偏见，也限制了对人工砂重要性的认识，仅仅把人工砂当做一种简单替代天然砂的材料对待，用传统天然砂的标准来衡量人工砂，看到的都是人工砂的短处或不习惯处，人为限制了人工砂的发展。

正科机械科技专业生产破碎筛分设备的厂家，多年从事砂石骨料设备生产，经过客户调查和现场实地勘察，针对砂石骨料的重要性，正科机械科技推出5X系列高效碎石制砂机，专用于高速公路、铁路砂石骨料的生产。

选用5X系列碎石整形机生产机制砂设备 1．粒型不好，针片状过多，这里有岩石问题，但更主要是设备选型造成，不少小企业用颗式破碎机的产品粒型就差，如果选用5X系列高效碎石整形机，此问题完全可以解决。

例如，杭州一家较大的砂石企业，用原选的设备，生产的石子粒型不好，一些小孔径石子的片状率高达100%，机制砂的粒型就可想而知了，配置全套破碎、筛分及整形设备，石子粒型明显改善，机制砂的型状也大大提高。

 2．级配不完全合理，细度模数偏大。

多数企业为减少机械磨损，降低生产成本，生产的机制砂细度模数多为https://www.eLevatordata.com/以上，而配制混凝土细度模数******是在https://www.eLevatordata.com/左右。

另外，人工砂的级配区******为2区，各级筛余一定要符合标准要求，但有的企业根本不认识或不重视此指标，使人工砂的优势无法体现，在人们还不认识人工砂的阶段自己给自己造成阻力。

这里的原因在上述的认识问题中已经提到，目前问题是，首先生产企业自己要先提高一步，而现状是小型企业多数素质较低，大多数企业自己连级配、细度模数等的基本概念都不懂，连***基本的试验筛也没有，如何谈得上质量控制。

因此，开展基本知识教育非常必要。

 3．洗走石粉的问题。

泥粉对混凝土是有害的，必须严格控制其含量，人工砂生产和使用中同样要注意除土，除去山皮土和夹层土。

但除土决不能放在***后洗掉小于75微米的颗粒的工序上。

因为，石粉也是小于75微米的颗粒，但石粉与天然砂中的泥成分不同、粒径分布不同、在混凝土中所起的作用亦不同，石粉对混凝土是有益的，有适量石粉的存在，弥补了人工砂配制混凝土和易性差的缺陷，同时，它的掺人对完善混凝土小于75微米特细颗粒的级配，（在这一点上，天然砂由于其生产工艺的限制，其特细级配基本没有）提高混凝土密实性都有益处，现代混凝土设计理念，是强调发挥骨料骨架的支撑作用，而发挥骨料骨架的支撑作用***有利条件是使骨料之间空隙***小，密实度******。

进而能起到提高混凝土综合性能的作用。

通过水洗实验，洗走颗粒***少的样当中，含150微米以上的颗粒占到25%，其中，300微米以上的颗拉占14%；洗走颗粒***多的样，150微米以上竟占总量的2乃，其中300微米以上的颗粒就占总量的1乃。

因此，除土工序一定要放在原料处理前，可干筛或水洗，既避免了泥土的掺人，又为石粉的保留和合理的级配创造了条件。

 选用5X系列碎石整形机生产建筑用砂风化的山砂一般与风化土混在一起，过去不引起重视，自砂源紧张，看到可利用尾矿制人工砂后，有些企业就用水洗的方法把土洗净，利用该砂做建筑砂。

这种砂，表面看上去粒型好，级配合格，细度模数也在中粗砂范围，似乎是较理想的建筑用砂。

但实际上，这种砂的抗压强度很低，严重的用手可以捻出碎粉，不仅配制混凝土不行，制成砂浆也不耐磨。

如利用山砂，在开发前一定找有关检测部门做一个鉴定，特别要按人工砂的技术要求检测其压碎指标，压碎指标不合格的******不应使用。

在这方面，已有了不少的工程教训，尤其在京津一带，从上世纪80年起，我们就开始了这方面的研究，研究结论和实践证明，京津一带风化的山砂基本不能使用。

***近，河南某地检验的14个砂样中有11个压碎指标超标，不合格比例高达79%,应引起我们的高度重视。

郑州正科机械科技股份有限公司是一家专业的石料破碎、人工制砂设备生产商，在多年服务国内外众多砂石骨料生产商的实践中，积累了大量宝贵的经验，所推出的砂石骨料生产线设备，可生产出各种规格的石料、人工砂，成功解决了混凝土中多种规格优质骨料的供应问题，为高速公路、港口建设、水电大坝建设提供了源源不断的优质混凝土砂石骨料。

机制砂对混凝土性能有什么影响

1导言　　　　混凝土是现在工程建造中运用量最大、运用规模最广泛的人造建筑材料，集料是混凝土主要的组成成分之一，占混凝土体积的70%左右，其间细集料占混凝土体积的30%左右，其主要效果是填充、密实并和粗集料一起构成骨架。

细集料依照产源分为天然砂和人工砂。

天然砂是在天然条件效果下（风化、水流转移和分选、堆积）而构成的岩石颗粒，包含河砂、海砂和山砂；人工砂是经除土处理的机制砂和混合砂的总称。

机制砂是岩石（不包含软质岩、风化岩）经出土挖掘、机械破碎、筛分制成的粒径小于的岩石颗粒。

由天然砂和机制砂混合制成的砂被称为混合砂。

　　　　天然砂颗粒近似球形、较洁净，长期以来是我国大部分区域的主要建造用砂，可是天然砂是一种地方性资源，散布不均匀且短时刻内不行再生，长距离运输给工程建造带来沉重负担。

在巨大需求的推进下，天然砂资源日益匮乏，我国不少区域现已呈现天然砂逐步削减、乃至无资源的状况，尤其是我国西南、南部等区域，以河砂为主的天然砂难以满意混凝土的出产需求，砂石供需矛盾非常杰出。

　　　　为了满意建造用砂的刚性需求，机制砂成为首选。

与天然砂比较，机制砂的原材料来历广泛，既能运用抛弃资源如尾矿、废石弃料，又能运用以鹅卵石和矿山为主的天然质料，能确保原材料质量，不受地域和时节约束；机制砂的出产可因地制宜，下降运输本钱，具有必定的经济效益；机械化出产，质量安稳、可控可调，能够根据用户的需求进行出产；比外表积较大，用机制砂制造的混凝土强度较高。

用机制砂作混凝土细集料，既能够解决天然砂资源短少的问题，又能够建造本钱、保护环境。

机制砂部分或悉数替代天然砂已成为当时混凝土职业的趋势。

　　　　本文介绍机制砂的特征及机制砂对混凝土功能的影响，期望对混凝土职业供给参阅。

　　　　2机制砂的特征　　　　因为机制砂是岩石通过机械破碎而成，全国各地机制砂的矿源、设备和工艺存在差异，导致机制砂在外观、化学成分、颗粒形状、颗粒级配以及特细颗粒含量等功能方面与天然砂不尽相同。

机制砂对混凝土功能的影响与其颗粒形状、外表结构、颗粒级配和石粉含量密切相关。

因而，对机制砂的特征进行系统的研讨很有必要。

　　　　➤描摹特征　　　　机制砂的颗粒描摹特征包含粒形和外表粗糙度，因为母岩和出产工艺的不同，机制砂呈现出多种形状，赋有棱角、外表粗糙，界面新鲜。

机制砂颗粒形状不规则，难以界说和衡量。

国内外规范推荐了一些测量办法，《公路工程集料实验规程》JTGE42-2005中规则选用细集料棱角性实验（空隙率法和活动时刻法）；美国ASTMC1252规范中通过测验未压实细集料的空地率来点评棱视点、内摩擦巨细和外表粗糙程度；法国AFNORNFP18-564/1981规范中规则了砂的流值实验办法，用来点评细集料的外表特性及棱角性。

　　　　跟着技能的发展，选用数字图画处理（DIP）技能测验集料的棱角性成为干流办法，给集料颗粒描摹的研讨带来了便利。

蔡基伟用棱角性指数、长宽比、饱满比三个目标表征了57种机制砂的粒形；Goncalves选用球形度和长宽比作为颗粒形状的衡量，发现冲击式破碎出产的机制砂颗粒形状显着因为圆锥式破碎。

重庆大学叶建雄等人用空隙率法、活动时刻法和数字图画处理法测验了7种不同机制砂的颗粒形状，得出数字图画处理法不能客观反响机制砂的颗粒形状特征的定论。

　　　　空隙率法和活动时刻法的实验误差大、重复性差。

二维数字图画处理办法是对颗粒图画的正面投影概括进行剖析，不能彻底反映颗粒形状，也晦气于现场检测。

关于机制砂的描摹特征的表征依然存在探究的空间，选用恰当的办法点评机制砂的颗粒描摹，对机制砂的质量操控具有重要意义。

　　　　➤级配特征　　　　砂的颗粒级配指的是不同粒径的砂粒互相调配的份额。

砂的粗细程度用细度模数来表征。

颗粒级配是机制砂品质好坏的内涵决议因素，细度模数不能彻底反响颗粒级配的真实状况。

表1是各国机制砂级配规则，从表1能够看出，各国关于机制砂的级配规则各不相同。

　　　　▲表1各国机制砂级配规则　　　　机制砂的颗粒级配是由制砂设备和工艺决议的。

就现在机制砂的出产运用来看，机制砂多为中粗砂，细度模数一般在之间，并且呈现出颗粒级配两头多中心少的散布。

　　　　➤石粉　　　　石粉是指机制砂中粒径小于75um的颗粒。

机制砂中含有较多石粉，是机制砂与天然砂之间最显着的区别。

机制砂中的石粉与天然砂中的泥粉在混凝土中的效果存在本质区别，需求采纳恰当的办法来发挥石粉的有利效果。

在机制砂的出产过程中，带入泥粉是不行避免的，导致粒径小于75um的颗粒并不彻底是石粉。

因而，在制造机制砂混凝土前有必要检测出石粉中的泥粉含量，以确保机制砂满意混凝土的功能要求。

在各地方规范中关于石粉中泥粉的含量均有相应的规则，一般以为亚甲蓝值（MB值）大于时，以泥粉为准；MB值小于时，以石粉为主。

一起，机制砂中适量含量的石粉对混凝土的功能是有利的，过量则有害，因而各国规范中均对石粉含量有约束，不过因为各国选用的母岩、破碎工艺不同，因而石粉限值也各不一样。

　　　　3机制砂对混凝土功能的影响　　　　➤机制砂对混凝土作业功能的影响　　　　比较于天然砂，机制砂外表棱角多、外表粗糙，且具有必定的石粉含量，一般机制砂混凝土的坍落度较小，添加石粉含量在必定程度上能够改进混凝土的泌水，进步粘聚性，使混凝土更易浇筑成型。

　　　　吴明威等人研讨了机制砂中小于石粉对混凝土拌合物功能的影响，研讨发现石粉是一种惰性掺合料，颗粒细微，石粉添加了混凝土中短少的细颗粒，增大了固体比外表积，减小了泌水和离析，改进了混凝土的和易性。

　　　　PedmNelquirogal研讨了不同品种机制砂对混凝土的泵送性和活动性的影响，发现机制砂的级配不同会导致不同的混凝土坍落度，其最大差值可达175mm。

等运用机制砂部分替代河砂来制造混合砂混凝土，发现：1）当没有外加剂时，机制砂部分替代河砂制造的混凝土会使其作业性下降；2）当运用高效外加剂时，混合砂混凝土作业性得到改进。

　　　　➤机制砂对混凝土力学功能的影响　　　　选用机制砂制备的混凝土力学功能一般高于天然砂制备的混凝土。

周明凯等的研讨标明，机制砂中的石粉在水泥水化过程中能够起到晶核效果，诱导水泥的水化产品析晶，加速水泥水化并参与水泥的水化，生成水化碳铝酸钙，并阻挠了钙钒石向单硫型水化硫铝酸钙转化。

安文汉等研讨以为，机制砂增强混凝土的主要原因是，石粉的存在能够较显着的改进混凝土的孔隙结构，进而改进水泥浆——集料界面结构，并且使混凝土晶相有不同程度的改动。

从图1和图2能够看出，石粉含量进步关于低强度等级的混凝土强度有进步效果，可是会下降高强度等级的混凝土强度。

　　　　等人以为机制砂的形状和物理特功能够添加浆体和集料间的互锁效应，从而进步混凝土的抗压强度　　　　➤机制砂对混凝土耐久性的影响　　　　混凝土耐久功能的好坏直接关系到工程质量的好坏，因而，混凝土耐久功能一向都是人们关注的重要目标。

机制砂外表粗糙，能够与浆体很好的粘结，并且机制砂中含有较多的石粉，能够填充孔隙，进步混凝土全体的密实性；一起，机制砂中的石粉能加速C3S的水化，并可与C3A、C4AF反响生成结晶水化物，优化了水泥石的孔隙结构，进步抗渗功能。

　　　　Bonavetti等人研讨标明，在大水灰比条件下，跟着石粉含量的添加，砂浆的抗渗性逐步下降；在较小水胶比条件下，石粉含量的添加则会进步砂浆的抗渗性。

张桂梅等人研讨了石粉对低标号混凝土抗冻功能的影响，发现20%石粉含量的机制砂混凝土质量丢失和强度丢失均大于12%石粉含量的机制砂混凝土。

石粉对混凝土的抗冻性晦气，且随石粉含量添加，机制砂混凝土的抗冻性逐步下降。

　　　　4机制砂运用中存在的问题及主张　　　　由此可见，我国在运用机制砂运用方面尚存在必定的技能难题，主要变现在：　　　　➤我国机制砂出产加工职业短少准入制度，各地机制砂企业规模巨细不一，出产工艺各不相同；　　　　➤现在我国关于机制砂的规范系统不行健全，职业内也没有有用的监督部分，导致终究出产的机制砂产品质量良莠不齐；　　　　➤我国幅员辽阔，机制砂质料岩性杂乱，大部分工程短少对料源、工艺、设备的挑选进行具体的科学论证和实验研讨；　　　　➤机制砂在出产中产出的石粉对机制砂混凝土功能的影响以及石粉含量挑选还存在争议。

　　　　因而，主张展开机制砂母岩特性和破碎、整形工艺对机制砂粒形、级配、石粉含量的影响，编制科学合理的规范和运用技能规程，辅导机制砂混凝土和机制砂砂浆的运用。

利达机械专业生产制砂机、制砂机成套设备、制砂机生产线、破碎机设备。

总结

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