特细沙混凝土在小型水利工程中的应用

2010-03-17隋慧彬张丽荣

黑龙江水利科技 2010年1期

隋慧彬，张丽荣

(1.哈尔滨市呼兰区水利勘测设计队，哈尔滨150500;2.哈尔滨市呼兰区兰河街道办事处，哈尔滨150500)

1 前言

特细沙混凝土是由细度模数<0.7的特细沙与粗骨料、水泥和水按一定比例拌和而成的一种特殊混凝土。20世纪70年代，在工业与民用建筑材料上对该种混凝土就进行了初步的研究与应用。而在水利工程建设中的应用较少。部分地区特细砂资源丰富，中砂资源极度匮乏。在这样地区的建设小型水利工程，由于技术方面的原因，根据设计混凝土配合比的细骨料只能使用中、粗砂，而不能使用特细砂，本地特细砂资源得不到充分利用。而从远地运来的中、粗砂，加上运输费用，价格比本地特细砂的价格高得多。通过试验研究，配制出符合建设工程使用要求的特细砂混凝土，将会减少资源浪费，降低工程造价，为本地的建设创造更多的经济效益。首先配制出符合强度要求和施工性能的特细砂普通混凝土。通过试验，研究混凝土配合比的砂率、水灰比、用水量、水泥用量等因素对特细砂普通混凝土的施工性能、混凝土强度和耐久性的影响，以及拌合物的坍落度、黏聚性和保水性，从而选出符合工作性能要求的特细砂普通混凝土。

青冈县是黑龙江省最为贫困县之一，几年来国家在水利工程建设上投入了大量的资金。因青冈县的资源贫乏、砂、石料多由数百公里以外的邻县购进，同条件下建筑物的造价要高于其他地区，工程技术人员本着花钱少、见效快的原则，结合本县特细砂储量高这一独特优势，探索出以特细砂取代普通混凝土中的细骨料的特细砂混凝土，并在中和涝区北兴乡田间配套工程中进行了初步的尝试。实践证明该项目技术性能合理，效果显著，切合可行。

2 设计与施工要点

1)原材料选择。粗骨料采用碎石粒径D=20～40 mm，含泥量<1%;细骨料采用当地产特西沙经过筛侯出去其“泥团”测其细度模数为0.5，含泥量<3%;水泥采用牡丹江产普通硅酸盐水泥，标号为425号，且各项物理力学指标满足规范要求;水为饮用水，pH=7.0。

2)配合比。配合比的设计合理与否直接影响混凝土的和异性和强度。根据混凝土的设计强度等级，参考普通混凝土的配合比设计方法。在特细砂混凝土配合比设计中，由于砂子细，必须严格控制砂率，根据本工程情况，砂率≥28%，水灰比不≤0.5，1 m2混凝土水泥用量约为普通水泥用量的106%。

3)施工。在特细砂混泥土施工中，首先，混凝土的拌和最好采用机械搅拌，以利于水泥与细沙表面充分结合，而避免拌和不匀细砂成团造成浇筑后的混凝土局部强度偏低，实践证明拌和时间不得低于150 s。其次，严格控制混凝土的坍塌度和单位用水量，因特细砂混凝土较普通混凝土更易离析，如用水量将导致坍塌度大，不仅造成混凝土的离析，同时也降低了混凝土的强度。根据特细砂的上述缺点，应尽量缩短运距，最好现场浇筑。大体积特细沙混凝土浇筑的建筑物，浇筑后多数上表层呈强度较低的砂层，为避免这一缺陷，混凝土入仓后1 h左右，在其表面采用了类似于抛石混凝土形式加入少许碎石;以弥补其强度不足。

3 应用实例

北兴乡田间配套工程位于青冈县中和涝区西北部，是该老区重点整治的典型区之一。许多年来该区受严重严重洪涝灾害的影响，长期困扰着广大人民群众的生活。为根治洪涝，1990年县水利局对该乡进行了重新规划布局，设计除涝面积6 700 hm2，共设排水之沟5条，斗沟43条，横跨建筑桥(涵)58座。工程量为混凝土1 210 m2，土方11万m2，共筹集资金50万元。施工中技术人员本着花钱少、见效快，同时结合当地资源优势，对普通混凝土和特细砂混凝土进行试配并做了方案比较如表1所示。

表1 设计混凝土强度等级

由表1可以看出特细砂混凝土虽较普通混凝土多用水泥，然而由于细骨料就地取材，使得特细砂混凝土的单位造价降低，为此项工程施工所采用，该工程设计混凝土为200#，相当于新标准混凝土强度等级C18。工程竣工后经5 a以上时间运用，通过回弹法对58座桥(涵)的混凝土强度进行了一一测试，其值在30.1～21.5 MPa，仅此项就节省资金达2万元。