新三义寨引黄灌区淤沙预制块研究

刘冠峰++刘培周++刘晗++张惠平++徐伟

摘 要：本文以新三义寨引黄灌区为试点，在对该地泥沙组成特点进行分析的基础之上，选择适当的掺合料改良泥沙级配，并选择最优含水量，采取加大压实度及掺加外加剂的方法，提高泥沙预制块的配比性能。开发利用泥沙预制块，既可降低工程造价，又可达到处理淤积泥沙的目的，为引黄灌区淤积泥沙处理开辟新的途径。

关键词：引黄灌区 淤沙预制块 水泥掺量

中图分类号：TV672 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（a）-0026-01

黄河是一条多泥沙河流，据数十年水文资料统计，黄河年平均来水量468亿立方米，多年平均来沙量16.5亿吨，平均含沙量34.7 kg/m3。因此，在引黄灌溉的同时，也引入灌区大量泥沙。目前，引黄泥沙处理利用的方向，主要着眼于处理与利用相结合。

1 原材料选择试验

1.1 引黄灌区泥沙

引黄灌区泥沙是配制淤沙预制块的主要原料，一般约占淤沙预制块混合料的80%以上。其中，淤沙颗粒级配组成的影响最为重要。本研究主要采用新三义寨引黄灌区干渠泥沙。

1.2 水泥

本试验选择使用郑州七里港水泥厂生产的425#普通硅酸盐水泥，经测定物理力学性能符合《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）标准[1]要求。

1.3 粉煤灰

粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。为使粉煤灰能够在混合料中充分分散，搅拌均匀，充分起到填充微小孔隙及粘结沙粒作用，应选用优质干排灰。本次选用的郑州火电厂干排灰属于低钙粉煤灰。各项指标经测定均符合国家I级灰标准（GB/T1596-2005）[2]。检测结果见表1、表2。

1.4 外加剂

混凝土外加剂是指为改善和调节混凝土的性能而掺加的物质。本次试验研究中，部分淤沙拌合料中添加了少量外加剂。目的是增加淤沙水泥土预制块的强度和耐久能力。

1.5 拌和及养护用水

郑州市自来水公司自来水。

2 淤沙预制块配合比设计

2.1 成型压力选择

影响淤沙预制块力学性能的主要因素有：砂土级配，含水率，压实功，水泥掺量，外加剂。

其中，压实功能工艺包括成型压力、压制延续时间及加压方式。经多次试验，认为成型压力达到198 kg/cm2时节省原材料。选用开封市新宇预应力设备有限公司生产的GYJ—500型挤压机进行试验研究。

2.2 配合比设计

根据和易满足要求的基准配合比和水灰比，配制一组混凝土试件；并保持用水量不变，水灰比分别增加和减少0.05，再配制二组混凝土试件，用水量应与基准配合比相同，砂率可分别增加和减少1%。制作混凝土强度试件时，应同时检验混凝土拌合物的流动性、粘聚性、保水性和表观密度，并以此结果代表相应配合比的混凝土拌合物的性能。三组试件经标准养护28天，测定抗压强度，以三组试件的强度和相应水灰比作图，确定与配制强度相对应的水灰比，并重新计算水泥和砂料用量。当对混凝土的抗渗、抗冻等耐久性指标有要求时，则制作相应试件进行检验。强度和耐久性均合格的水灰比对应的配合比，称为混凝土试验室配合比。计作C、W、S、G。

采用正交设计试验方法[3]在室内进行了配比试验。为了改善淤沙级配，提高预制块的力学性能，选择粉煤灰为掺合料，选择了四种粉煤灰掺量、四种水泥掺量、四种加水量及两种外加剂掺量。成型后的预制件运至标准养护间洒水并养护两天。淤沙预制件配比设计影响因素见表3。

注：（1）表中加水量为水占混合料重量的百分比。

（2）表中外加剂掺量是指外加剂量占水泥重量的百分比。

按照常规交叉试验方法，进行以上四种因素四种水平的试验，需要制备128组试样。采用正交设计法可将试验总组数降低为16组，既可以大大降低试验工作量，又可以提高效率并获得较系统的试验资料，获得较为完整的试验参数成果。

3 淤沙预制块性能成果分析

成型板块规格根据不同建筑物需要设置不同的模具。本次试验选用38 cm×38 cm

规格的模具。压制成型后，脱模立放，洒水养护两天后运往标准养护室养护。到既定龄期时，按照《水泥土配合比设计规程》（DBJ13-101-2008）[4]进行测试。淤沙预制块的强度在4～11 Mpa范围内变化，选择余地大。

4 结语

经以新三义寨引黄灌区为试点试验，在对该地泥沙组成特点进行分析的基础之上，进行淤沙预制块系统试验研究，初步找到了改善淤沙预制块性能的几项主要措施：选择适当的掺合料（粉煤灰）改良泥沙级配，并选择最优含水量，采取加大压实度及掺加外加剂的方法。找到了适合不同需要的经济、合理配比性能，提高淤沙预制块的抗压强度。试验证明，淤沙预制块的抗压强度由淤沙的颗粒组成、水泥掺量和材料的干密度三大因素所控制，而干密度又与水泥掺量、淤沙颗粒组成、压实功能、粉煤灰掺量等有关。试验结果：干湿循环20次重量无损失。成本低于同标号混凝土预制块30%左右。在引黄灌区建立工厂化生产，推广应用前景良好，既可以达到变废为宝的目的，又可以降低工程造价，节约工程投资。

参考文献

[1] GB175-2007，通用硅酸盐水泥[S].

[2] GB/T1596-2005，用于水泥和混凝土中的粉煤灰[S].

[3] 李云雁，胡传荣.试验设计与数据处理[M].北京：化学工业出版社，2005：41-52.

[4] DBJ13-101-2008，水泥土配合比设计规程[S].endprint

摘 要：本文以新三义寨引黄灌区为试点，在对该地泥沙组成特点进行分析的基础之上，选择适当的掺合料改良泥沙级配，并选择最优含水量，采取加大压实度及掺加外加剂的方法，提高泥沙预制块的配比性能。开发利用泥沙预制块，既可降低工程造价，又可达到处理淤积泥沙的目的，为引黄灌区淤积泥沙处理开辟新的途径。

关键词：引黄灌区 淤沙预制块 水泥掺量

中图分类号：TV672 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（a）-0026-01

黄河是一条多泥沙河流，据数十年水文资料统计，黄河年平均来水量468亿立方米，多年平均来沙量16.5亿吨，平均含沙量34.7 kg/m3。因此，在引黄灌溉的同时，也引入灌区大量泥沙。目前，引黄泥沙处理利用的方向，主要着眼于处理与利用相结合。

1 原材料选择试验

1.1 引黄灌区泥沙

引黄灌区泥沙是配制淤沙预制块的主要原料，一般约占淤沙预制块混合料的80%以上。其中，淤沙颗粒级配组成的影响最为重要。本研究主要采用新三义寨引黄灌区干渠泥沙。

1.2 水泥

本试验选择使用郑州七里港水泥厂生产的425#普通硅酸盐水泥，经测定物理力学性能符合《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）标准[1]要求。

1.3 粉煤灰

粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。为使粉煤灰能够在混合料中充分分散，搅拌均匀，充分起到填充微小孔隙及粘结沙粒作用，应选用优质干排灰。本次选用的郑州火电厂干排灰属于低钙粉煤灰。各项指标经测定均符合国家I级灰标准（GB/T1596-2005）[2]。检测结果见表1、表2。

1.4 外加剂

混凝土外加剂是指为改善和调节混凝土的性能而掺加的物质。本次试验研究中，部分淤沙拌合料中添加了少量外加剂。目的是增加淤沙水泥土预制块的强度和耐久能力。

1.5 拌和及养护用水

郑州市自来水公司自来水。

2 淤沙预制块配合比设计

2.1 成型压力选择

影响淤沙预制块力学性能的主要因素有：砂土级配，含水率，压实功，水泥掺量，外加剂。

其中，压实功能工艺包括成型压力、压制延续时间及加压方式。经多次试验，认为成型压力达到198 kg/cm2时节省原材料。选用开封市新宇预应力设备有限公司生产的GYJ—500型挤压机进行试验研究。

2.2 配合比设计

根据和易满足要求的基准配合比和水灰比，配制一组混凝土试件；并保持用水量不变，水灰比分别增加和减少0.05，再配制二组混凝土试件，用水量应与基准配合比相同，砂率可分别增加和减少1%。制作混凝土强度试件时，应同时检验混凝土拌合物的流动性、粘聚性、保水性和表观密度，并以此结果代表相应配合比的混凝土拌合物的性能。三组试件经标准养护28天，测定抗压强度，以三组试件的强度和相应水灰比作图，确定与配制强度相对应的水灰比，并重新计算水泥和砂料用量。当对混凝土的抗渗、抗冻等耐久性指标有要求时，则制作相应试件进行检验。强度和耐久性均合格的水灰比对应的配合比，称为混凝土试验室配合比。计作C、W、S、G。

采用正交设计试验方法[3]在室内进行了配比试验。为了改善淤沙级配，提高预制块的力学性能，选择粉煤灰为掺合料，选择了四种粉煤灰掺量、四种水泥掺量、四种加水量及两种外加剂掺量。成型后的预制件运至标准养护间洒水并养护两天。淤沙预制件配比设计影响因素见表3。

注：（1）表中加水量为水占混合料重量的百分比。

（2）表中外加剂掺量是指外加剂量占水泥重量的百分比。

按照常规交叉试验方法，进行以上四种因素四种水平的试验，需要制备128组试样。采用正交设计法可将试验总组数降低为16组，既可以大大降低试验工作量，又可以提高效率并获得较系统的试验资料，获得较为完整的试验参数成果。

3 淤沙预制块性能成果分析

成型板块规格根据不同建筑物需要设置不同的模具。本次试验选用38 cm×38 cm

规格的模具。压制成型后，脱模立放，洒水养护两天后运往标准养护室养护。到既定龄期时，按照《水泥土配合比设计规程》（DBJ13-101-2008）[4]进行测试。淤沙预制块的强度在4～11 Mpa范围内变化，选择余地大。

4 结语

经以新三义寨引黄灌区为试点试验，在对该地泥沙组成特点进行分析的基础之上，进行淤沙预制块系统试验研究，初步找到了改善淤沙预制块性能的几项主要措施：选择适当的掺合料（粉煤灰）改良泥沙级配，并选择最优含水量，采取加大压实度及掺加外加剂的方法。找到了适合不同需要的经济、合理配比性能，提高淤沙预制块的抗压强度。试验证明，淤沙预制块的抗压强度由淤沙的颗粒组成、水泥掺量和材料的干密度三大因素所控制，而干密度又与水泥掺量、淤沙颗粒组成、压实功能、粉煤灰掺量等有关。试验结果：干湿循环20次重量无损失。成本低于同标号混凝土预制块30%左右。在引黄灌区建立工厂化生产，推广应用前景良好，既可以达到变废为宝的目的，又可以降低工程造价，节约工程投资。

参考文献

[1] GB175-2007，通用硅酸盐水泥[S].

[2] GB/T1596-2005，用于水泥和混凝土中的粉煤灰[S].

[3] 李云雁，胡传荣.试验设计与数据处理[M].北京：化学工业出版社，2005：41-52.

[4] DBJ13-101-2008，水泥土配合比设计规程[S].endprint

摘 要：本文以新三义寨引黄灌区为试点，在对该地泥沙组成特点进行分析的基础之上，选择适当的掺合料改良泥沙级配，并选择最优含水量，采取加大压实度及掺加外加剂的方法，提高泥沙预制块的配比性能。开发利用泥沙预制块，既可降低工程造价，又可达到处理淤积泥沙的目的，为引黄灌区淤积泥沙处理开辟新的途径。

关键词：引黄灌区 淤沙预制块 水泥掺量

中图分类号：TV672 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（a）-0026-01

黄河是一条多泥沙河流，据数十年水文资料统计，黄河年平均来水量468亿立方米，多年平均来沙量16.5亿吨，平均含沙量34.7 kg/m3。因此，在引黄灌溉的同时，也引入灌区大量泥沙。目前，引黄泥沙处理利用的方向，主要着眼于处理与利用相结合。

1 原材料选择试验

1.1 引黄灌区泥沙

引黄灌区泥沙是配制淤沙预制块的主要原料，一般约占淤沙预制块混合料的80%以上。其中，淤沙颗粒级配组成的影响最为重要。本研究主要采用新三义寨引黄灌区干渠泥沙。

1.2 水泥

本试验选择使用郑州七里港水泥厂生产的425#普通硅酸盐水泥，经测定物理力学性能符合《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）标准[1]要求。

1.3 粉煤灰

粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。为使粉煤灰能够在混合料中充分分散，搅拌均匀，充分起到填充微小孔隙及粘结沙粒作用，应选用优质干排灰。本次选用的郑州火电厂干排灰属于低钙粉煤灰。各项指标经测定均符合国家I级灰标准（GB/T1596-2005）[2]。检测结果见表1、表2。

1.4 外加剂

混凝土外加剂是指为改善和调节混凝土的性能而掺加的物质。本次试验研究中，部分淤沙拌合料中添加了少量外加剂。目的是增加淤沙水泥土预制块的强度和耐久能力。

1.5 拌和及养护用水

郑州市自来水公司自来水。

2 淤沙预制块配合比设计

2.1 成型压力选择

影响淤沙预制块力学性能的主要因素有：砂土级配，含水率，压实功，水泥掺量，外加剂。

其中，压实功能工艺包括成型压力、压制延续时间及加压方式。经多次试验，认为成型压力达到198 kg/cm2时节省原材料。选用开封市新宇预应力设备有限公司生产的GYJ—500型挤压机进行试验研究。

2.2 配合比设计

根据和易满足要求的基准配合比和水灰比，配制一组混凝土试件；并保持用水量不变，水灰比分别增加和减少0.05，再配制二组混凝土试件，用水量应与基准配合比相同，砂率可分别增加和减少1%。制作混凝土强度试件时，应同时检验混凝土拌合物的流动性、粘聚性、保水性和表观密度，并以此结果代表相应配合比的混凝土拌合物的性能。三组试件经标准养护28天，测定抗压强度，以三组试件的强度和相应水灰比作图，确定与配制强度相对应的水灰比，并重新计算水泥和砂料用量。当对混凝土的抗渗、抗冻等耐久性指标有要求时，则制作相应试件进行检验。强度和耐久性均合格的水灰比对应的配合比，称为混凝土试验室配合比。计作C、W、S、G。

采用正交设计试验方法[3]在室内进行了配比试验。为了改善淤沙级配，提高预制块的力学性能，选择粉煤灰为掺合料，选择了四种粉煤灰掺量、四种水泥掺量、四种加水量及两种外加剂掺量。成型后的预制件运至标准养护间洒水并养护两天。淤沙预制件配比设计影响因素见表3。

注：（1）表中加水量为水占混合料重量的百分比。

（2）表中外加剂掺量是指外加剂量占水泥重量的百分比。

按照常规交叉试验方法，进行以上四种因素四种水平的试验，需要制备128组试样。采用正交设计法可将试验总组数降低为16组，既可以大大降低试验工作量，又可以提高效率并获得较系统的试验资料，获得较为完整的试验参数成果。

3 淤沙预制块性能成果分析

成型板块规格根据不同建筑物需要设置不同的模具。本次试验选用38 cm×38 cm

规格的模具。压制成型后，脱模立放，洒水养护两天后运往标准养护室养护。到既定龄期时，按照《水泥土配合比设计规程》（DBJ13-101-2008）[4]进行测试。淤沙预制块的强度在4～11 Mpa范围内变化，选择余地大。

4 结语

经以新三义寨引黄灌区为试点试验，在对该地泥沙组成特点进行分析的基础之上，进行淤沙预制块系统试验研究，初步找到了改善淤沙预制块性能的几项主要措施：选择适当的掺合料（粉煤灰）改良泥沙级配，并选择最优含水量，采取加大压实度及掺加外加剂的方法。找到了适合不同需要的经济、合理配比性能，提高淤沙预制块的抗压强度。试验证明，淤沙预制块的抗压强度由淤沙的颗粒组成、水泥掺量和材料的干密度三大因素所控制，而干密度又与水泥掺量、淤沙颗粒组成、压实功能、粉煤灰掺量等有关。试验结果：干湿循环20次重量无损失。成本低于同标号混凝土预制块30%左右。在引黄灌区建立工厂化生产，推广应用前景良好，既可以达到变废为宝的目的，又可以降低工程造价，节约工程投资。

参考文献

[1] GB175-2007，通用硅酸盐水泥[S].

[2] GB/T1596-2005，用于水泥和混凝土中的粉煤灰[S].

[3] 李云雁，胡传荣.试验设计与数据处理[M].北京：化学工业出版社，2005：41-52.

[4] DBJ13-101-2008，水泥土配合比设计规程[S].endprint