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1、石灰石資源全利用制備混凝土在建筑工程中的應用瀏覽次數：95日期：2013年11月20日 09:35石灰石資源全利用制備混凝土在建筑工程中的應用濟南長興建設商砼有限公司汪丕明1. 預拌混凝土企業進行科技創新的必要性（1）技術創新有助于創造產品的成本優勢只有通過不斷地技術創新，充分掌握材料的應用技術，掌握實現混凝土的各項性能的最新關鍵技術，才能更好的平衡混凝土性能、質量和材料成本三者之間的關系，才能在確保混凝土質量的前提下，有效降低材料成本，確立企業的成本優勢。（2）技術創新是企業發展的根本動力通過企業技術人員有針對性的試驗工作，積極發展新材料應用技術、開發新產品、拓展產品的應用范圍，企業才能把握2、市場主動權，提高市場占有率，提高企業聲譽，促進企業的全面發展。（3）技術創新是申請高新技術企業的基礎高新技術企業可以獲得稅收減免優惠政策（主要是指企業所得稅由25%降低為15%）。只有進行技術創新，企業才能獲得核心知識產權，才能為申請高新技術企業奠定良好的基礎。2. 本項目的主要研究內容簡介2.1 本項目的主要研究內容本課題是針對石灰石資源一條龍生產石灰石粉、機制砂和碎石，并將其成功應用到混凝土中而開展的，以使用量最大、使用面最廣的C30混凝土為例，結合室內試驗研究和實際工程應用，取得了一系列研究和應用成果，主要如下：（1）明確提出石灰石資源全利用的具體有效途徑。提出了石灰石資源一條龍生產石灰3、石粉、機制砂和碎石的生產工藝流程和關鍵參數指標，即用于混凝土中的石灰石粉的細度要求為45m方孔篩篩余不宜超過15%，而其在膠凝材料體系中的含量不宜超過25%，機制砂石粉含量不宜超過8%，實現了石灰石資源的全利用；（2）在混凝土配合比設計方面，將作為摻合料的石灰石粉和機制砂中的石粉疊加考慮來進行配合比設計。避免了片面考慮對混凝土性能，特別是工作性和外加劑摻量等技術指標帶來的影響；（3）在石灰石粉用量的限值方面，提出石灰石粉在膠凝材料體系中的含量限值：用于水泥基材料的石灰石粉的細度要求為45m方孔篩篩余不宜超過15%，其在膠凝材料體系中的含量限制不宜超過25%；（4）在降低混凝土收縮的技術措施研究4、方面，提出采用聚羧酸減水劑降低石灰石資源全利用制備的混凝土的開裂敏感性，以保證該混凝土良好的體積穩定性。（5）結合實際工程要求，開展了石灰石資源全利用制備混凝土在建筑工程中的應用，提出了其質量控制技術和措施，并對其進行了質量檢測和評定。此項技術降低了混凝土對日益緊缺的天然河砂和傳統礦物摻合料粉煤灰等的過度依賴，走出了一條可持續發展的綠色混凝土之路。2.2石灰石資源全利用制備混凝土在建筑工程中的應用 為了在實際工程中應用石灰石資源全利用制備混凝土，以實際工程使用量最大的C30混凝土為例，在試驗室較充分地研究了混凝土的工作性、強度、體積穩定性和部分耐久性指標，得出了該混凝土的配合比設計方法和關鍵技5、術參數指標，在摻加10%石灰石粉的基礎上，使用該石灰石資源材質的混凝土的機制砂最佳石粉含量為8%。為此在實際建筑工程中使用C30石灰石資源全利用制備混凝土，以得出該混凝土的應用關鍵技術。 本工程為濟南長清大學科技園商業商務公寓4#樓，位于濟南西部新城，A3號路南側，A4號路北側，3號路的西側，建筑面積約15477.24平米，設計使用年限50年。主體為框架剪力墻結構，基礎形式為筏板。建筑高度57.3米。設計為主樓梁板柱為現澆C30混凝土。由于工期相對較緊，而當地儲備的質量合格的粉煤灰和礦粉相對較少，難以滿足建筑工程的連續施工澆筑總量，同時對于使用量較大的細骨料，由于其質量波動性較大，導致所配制的6、混凝土質量也存在一定的波動，在加上外運質量合格的粉煤灰、礦粉和河砂等混凝土原材料，勢必增加工程造價，而在工程附近有一大型采石場，工程所用碎石均來自該采石場。為節約工程造價，保證工程建設的施工連續性和工程質量，在與業主、設計、監理和相關職能部門等單位的協商下，決定采用采石場一條龍生產的石灰石粉、機制砂和碎石等原材料制備混凝土進行該工程建設。 前期室內試驗研究工作所采用的混凝土原材料均采自現場材料，因此室內研究工作對濟南長清大學科技園商業商務公寓的施工具有很好的對應指導關系，該建筑工程混凝土具體配合比見表1；表1 石灰石資源全利用制備混凝土的施工配合比 /kg/m3水泥 粉煤灰 礦粉 石灰石粉 砂7、 碎石 水 外加劑 240 60 50 40 874(機制砂) 947 1809.8（1）原材料的質量控制PO42.5水泥采用散裝水泥，在使用前應對其強度、安定性及其它必要的性能指標進行復驗。石灰石粉應盡量使用散裝罐存，并明確標識，并對細度、燒失量和活性指數等指標進行不定期的抽查，如果石灰石粉的產源有變化的話，有必要檢測其礦物和化學組成。機制砂和碎石應進行搭設廠篷遮陽避雨堆放，對機制砂應不定期地檢測其石粉含量，以保證機制砂石粉含量的穩定性，同時檢測其亞甲藍試驗以區別機制砂中所含石粉和泥粉含量。如遇機制砂技術參數指標波動較大時，應立即調整混凝土配合比，并通過材料生產工藝，保證生產出的機制砂和碎石8、質量。聚羧酸減水劑在在進廠時進行相應檢測。（2）混凝土攪拌和運輸 在采用石灰石資源全利用技術生產混凝土時，由于膠凝材料體系的組成更為復雜，混凝土的攪拌時間宜延長10s20s，保證聚羧酸減水劑、機制砂和膠凝材料等的充分混合，以發揮其綜合效應，其攪拌制度。 混凝土的運輸應安排專人專車負責，在運輸前應檢查混凝土攪拌運輸車車內是否存留有積水，運輸時應考慮最近的運輸路線，混凝土從攪拌機中卸出到施工現場卸料完畢一般不應超過90min，在整個運輸過程中嚴禁加水。（3）混凝土澆筑和振搗 混凝土在澆筑前，應對混凝土進行工作性能的檢測，如圖3所示。在澆筑時，應控制好混凝土的均勻性和密實性，混凝土拌合物運至澆筑地點9、后，應立即澆筑入模；混凝土柱豎向超過3m時，應借助于串筒或溜管等設備澆筑，混凝土梁板一般同時澆筑，從一端開始向前推進。 當混凝土坍落度在現場難以達到泵送要求時，應在技術人員的指導下加入適量的減水劑，并快速旋轉混凝土攪拌運輸車，混凝土達到泵送要求后方可進行澆筑。 混凝土的澆筑和振搗如圖4和圖5所示。混凝土澆筑時宜采用高頻振搗器或附著式平板振搗器等設備進行振搗密實。為保證混凝土達到充分的密實性，振動操作應快插慢拔，每一振點持續時間應使混凝土表面呈現浮漿或不再沉落為宜。當被振混凝土表面有清晰的輪廓呈現，浮漿為一水平面，且無大量氣泡排出，即表明混凝土已被振搗密實。避免混凝土振動時間過長，導致混凝土離析10、，粗骨料下沉，進而導致結構不均勻。（4）混凝土的養護 由于石灰石資源全利用制備的混凝土開裂敏感性較大，因此對其養護提出了更高的要求。混凝土養護的目的是為了讓混凝土中的膠凝材料盡可能地充分水化，因而充足的保濕條件對混凝土養護很重要。混凝土澆筑振搗密實后，應立即對其加以覆蓋塑料薄膜養護，如圖6所示。 在混凝土終凝后應灑水或噴霧養護，灑水次數和程度以保持混凝土表面濕潤為準，其養護時間一般不少于14d。3. 有益效果3.1混凝土的質量檢測 在不同齡期對石灰石資源全利用制備的混凝土進行跟蹤檢驗，采用回彈法對該混凝土強度進行普查，同時結合部分鉆取芯樣法對混凝土強度進行檢測，其28d齡期部分回彈法檢測結果見11、表2所示，鉆取的部分混凝土芯樣，如圖7所示。從表2可以看出，石灰石資源全利用制備的混凝土28d強度基本保持在38MPa左右，均滿足C30的強度要求，同時從其碳化深度和強度可以看出，該混凝土的勻質性較好，這表明該混凝土的配制和應用技術較為完善，實現了石灰石資源全利用制備的混凝土在實際工程中地成功規模化應用。表2 部分回彈法檢測得到的石灰石資源全利用制備的混凝土強度軸線碳化深度/mm推定值/MPa達到設計百分比/%1-11軸交1-B軸1.536.81231-12軸交1-C軸1.538.11271-14軸交1-B軸1.536.81231-16軸交1-G軸237.81261-17軸交1-F軸1.53812、.7129 通過長期跟蹤發現石灰石資源全利用制備的混凝土沒有開裂現象，沒有看到明顯裂縫，由此可見通過相關技術措施可以降低該混凝土的開裂敏感性，采用該混凝土澆筑的混凝土梁板柱外觀光滑平整，表面無斑點和水紋現象，無孔洞和蜂窩等質量缺陷。3.2 該項技術的社會效應 采石場在生產碎石時不可避免的要產生大量廢棄物如石屑等，通過石灰石資源全利用制備混凝土的課題實施，實現了石灰石資源一條龍生產石灰石粉、機制砂和碎石等混凝土原材料，變廢為寶，實現了廢棄物的高效利用，同時也節約了石灰石資源的浪費，也符合國家目前提倡的節能環保政策，如不對其廢棄物加以利用，在干燥天氣時，到處粉塵飛揚，影響生態環境。該混凝土的成功制13、備和在實際工程中的應用，提高了工程界對推廣使用該混凝土的信心，同時也給當地居民提供了更多的就業機會，也提高了當地混凝土的應用技術水平，在社會上產生了很好的社會效應。3.3 該項技術的技術效應 石灰石資源全利用制備混凝土的成功實施有效解決了當地混凝土對日益緊缺的傳統礦物摻合料如粉煤灰和礦粉以及天然河砂的供需矛盾關系；由于采用的是石灰石資源一條龍生產石灰石粉、機制砂和碎石，而這種人工機械化生產可以實現產品的可調可控，保證了混凝土礦物摻合料和骨料的質量和穩定性，從而可以保證混凝土的質量，擺脫了混凝土質量對粉煤灰和礦粉以及河砂質量波動性的過度依賴，提高了混凝土的應用技術水平；同時石灰石資源全利用制備的14、混凝土提高了混凝土的綠色度，走出了一條綠色可持續發展之路，值得大力推廣使用。3.4該項技術的經濟效益分析1. 直接經濟效益 以實際工程所用的C30普通商品混凝土和石灰石資源全利用制備的混凝土進行生產成本對比，可得到采用石灰石資源全利用制備的混凝土的直接經濟效益。當地混凝土原材料價格見表3，混凝土配合比見表4。表3 混凝土原材料價格 元/噸水泥粉煤灰礦粉石灰石粉河砂機制砂碎石NC-F1NC-F1(J) 315 90 215 20 50 46 40 2000 2000表4 石灰石資源全利用制備的混凝土和普通商品混凝土配合比 kg/m3混凝土水泥礦物摻合料砂碎石水外加劑粉煤灰礦粉石灰石粉普通C30215、407575838(河)9831759.8 NC-F1C30240605040874(機)9471759.8 NC-F1(J)結合表3和表4，本公司使用的原材料使用數量計算.得到石灰石資源全利用制備的混凝土原材料成本為184.85元/m3，普通商品混凝土的原材料成本為197.30元/m3。采用石灰石資源全利用技術制備混凝土，比采用河砂和普通摻合料的混凝土原材料成本可節約12.55元/m3，比采用機制砂和普通摻合料的混凝土原材料成本可節約5.8元/m3。按混凝土年產量為60萬m3的混凝土攪拌站計算，采用石灰石資源全利用技術制備混凝土，比采用河砂和普通摻合料的混凝土可節約成本700余萬元/年，比采用機制砂和普通摻合料的混凝土原材料成本可節約300余萬元/年，經濟效益顯著。2. 間接經濟效益 石灰石資源全利用制備混凝土的間接經濟效益十分巨大。采用石灰石資源一條龍生產石灰石粉、機制砂和碎石，這種生產模式可以實現產品性能的調控，保證產品的質量和穩定性，從而可以保證混凝土的質量，降低了粉煤灰和礦粉以及河砂質量波動性對混凝土質量的影響；機制砂中的含泥量低，為聚羧酸減水劑提供了良好的應用條件。而聚羧酸減水劑的應用彌補了應用石灰石粉作為摻合料給混凝土帶來的體積收縮，保證了混凝土體積穩定性的合格。石灰石資源全利用制備混凝土在技術上是完全可行的。