隨著科技的發(fā)展，建筑工程也在不斷發(fā)展中，不論是工程施工技術(shù)還是工程材料上都有一定的發(fā)展，本文是一篇結(jié)構(gòu)工程師職稱論文范文，主要論述了CSG貧膠渣礫料碾壓混凝土材料試驗(yàn)研究。
　　摘要： CSG(Cement Sand and Gravel)是一種新型建筑材料，即將水和少量的膠凝材料添加到當(dāng)?shù)噩F(xiàn)成的天然砂礫石料或其它開挖棄渣中，然后采用簡單的拌和裝置拌合。CSG與碾壓混凝土、松散的砂礫石有著本質(zhì)的不同，目前國內(nèi)CSG的應(yīng)用尚處于探索實(shí)踐階段，作為一種新工藝，對促進(jìn)施工技術(shù)發(fā)展具有十分重要的意義。

　　Abstract： CSG (cement sand and gravel) is a kind of new building materials， it adds the water and a small amount of cementitious materials to the locally available natural gravel or other excavation spoil. And then， it mixes it by the simple mixing device. CSG has natural difference with the roller compacted concrete and sand gravel， the application of CSG in China is still in the exploration and practice stage. As a new technology， it is very important to study the construction technology of CSG to promote the construction development.

　　關(guān)鍵詞： CSG,試驗(yàn),碾壓混凝土

　　Key words： CSG;test;roller compacted concrete

　　中圖分類號：TV641 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311(2016)04-0114-03

　　1 研究背景

　　錢塘江中上游衢江(金華段)航運(yùn)開發(fā)工程游埠樞紐工程由泄洪閘、船閘、發(fā)電廠房等建筑物組成，電站裝機(jī)4×4MW，多年平均發(fā)電量6475萬kW・h。本工程臨時(shí)圍堰分為擋水圍堰和過水圍堰兩部分，其中廠房上下游圍堰以及泄洪閘上下游擋水圍堰均為土石圍堰。泄洪閘過水圍堰考慮到充分利用附近豐富的砂礫石資源，加快工程施工進(jìn)度，減少工程投資和圍堰拆除難度，采用CSG貧膠渣礫料碾壓混凝土結(jié)構(gòu)。每年汛期利用CSG貧膠渣礫料碾壓混凝土圍堰過水，其余時(shí)段為非汛期，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為非汛期5年一遇洪水，其洪峰流量為3800m3/s。

　　CSG(Cement Sand and Gravel)是一種新型建筑材料，即將水和少量的膠凝材料添加到當(dāng)?shù)噩F(xiàn)成的天然砂礫石料或其它開挖棄渣中，然后采用簡單的拌和裝置拌合。CSG貧膠渣礫料與碾壓混凝土、松散的砂礫石有著本質(zhì)的不同，目前國內(nèi)CSG的應(yīng)用尚處于探索實(shí)踐階段。

　　2 CSG材料研究

　　2.1 材料研究內(nèi)容

　　材料試驗(yàn)具體內(nèi)容有：CSG拌合物的VC值與用水量間的關(guān)系;CSG拌合物的容重與砂率間的關(guān)系;CSG抗壓強(qiáng)度與砂率間的關(guān)系;CSG抗壓強(qiáng)度與膠凝材料用量間的關(guān)系;CSG抗壓強(qiáng)度與試件尺寸間的關(guān)系;CSG材料彈模、拉伸、抗剪斷力學(xué)性能試驗(yàn);CSG滲透性能試驗(yàn);干縮、自生體變性能;CSG材料絕熱溫升試驗(yàn)。

　　2.2 原材料

　�、偬烊簧暗[料。

　　采用河床天然砂礫混合料，現(xiàn)場剔除大于150mm礫石(螢石)。詳見表1。

　�、谀z凝材料。

　　水泥、粉煤灰為CSG材料主要膠凝材料，粉煤灰仍為其首選摻合料。

　　2.3 配合比

　�、僭O(shè)計(jì)參數(shù)。

　　圍堰基本設(shè)計(jì)參數(shù)：容重>2200kg/m3;抗剪斷系數(shù)C′、f′按實(shí)測;滲透系數(shù)按實(shí)測;膠凝材料用量初擬為60～80kg/m3;強(qiáng)度設(shè)計(jì)齡期按90天。

　�、诔鯏M配合比。

　　衢江婺城段航運(yùn)開發(fā)工程泄洪閘橫向過水圍堰膠凝材料總量初擬60kg/m3、70kg/m3、80kg/m3(粉煤灰摻量50%)，選取砂率范圍為21%～27%，此時(shí)砂礫混合料的振實(shí)密度較大。此次試驗(yàn)著重研究含砂率在20%～40%間波動(dòng)時(shí)，抗壓強(qiáng)度與砂率間關(guān)系，即選取了Sp=20%、Sp=31%(混合砂礫料)、Sp=40%三種跨度較大的砂率，詳見表2。

　　2.4 CSG的各項(xiàng)性能檢測結(jié)果

　�、侔韬衔镄阅堋�

　　根據(jù)CSG筑壩材料特點(diǎn)，拌合物室內(nèi)拌和成型參考碾壓混凝土相應(yīng)工藝：強(qiáng)制攪拌、加壓振動(dòng)成型。采用單臥軸強(qiáng)制攪拌機(jī)，由人工先簡單剔除>100mm粒徑以上顆粒后，用攪拌機(jī)干拌20s、濕拌30s，出料后再與大顆�；旌先斯し�拌，直至拌和物的顏色基本均勻，效果表3所示。

　�、诳箟簭�(qiáng)度。

　　針對衢江婺城段航運(yùn)開發(fā)工程泄洪閘橫向過水圍堰初擬CSG配比，采用40cm×40cm×40cm與15cm×15cm×15cm兩種試件尺寸進(jìn)行了7天、14天以及28天抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果列于表4。

　�、劭辜魯�。

　　室內(nèi)抗剪斷試驗(yàn)成型時(shí)剔除40 mm以上的大骨料，剪斷試件尺寸為15cm×15cm×15cm。抗剪斷試驗(yàn)在中型剪力儀上進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

　　④彈性模量和極限拉伸。

　　室內(nèi)篩除40mm粒徑以上顆粒，成型了Ф150mm×300mm彈模試件和100mm×100mm×515mm軸心抗拉強(qiáng)度試件。彈性模量和極限拉伸試驗(yàn)結(jié)果見表6。

　　⑤滲透性能。

　　砂礫料最大壓實(shí)容重與滲透系數(shù)見表7。當(dāng)膠凝材料用量為水泥35kg/m3、粉煤灰35kg/m3時(shí)相應(yīng)的CSG混凝土的滲透系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果見表8。 　�、拮冃涡阅堋�

　　室內(nèi)剔除40mm以上礫石顆粒，成型了100mm×100mm×515mm的干縮試件，其試驗(yàn)結(jié)果見表9及圖1。剔除60mm以上礫石顆粒，成型了Ф200mm×500mm的自生體積變形試件，試驗(yàn)結(jié)果詳見表10及圖2。

　�、邿釋W(xué)性能。

　　室內(nèi)研究了CSG膠凝砂礫石的絕熱溫升情況。試驗(yàn)結(jié)果見表11及圖3。天然砂礫料CSG混凝土的膠凝材料用量僅為60kg/m3，其絕熱溫升值較低，一般在5℃左右。

　　3 研究結(jié)論

　　①CSG材料是具有一定強(qiáng)度的干硬凝聚體，其容重在2363 kg/m3～2403 kg/m3范圍內(nèi)。當(dāng)混合砂礫石含砂量在20%～40%范圍時(shí)，其中砂漿為連續(xù)相，粗骨料為分散相。

　　②同一齡期下，CSG強(qiáng)度是膠凝材料用量、砂礫石級配、用水量關(guān)系的函數(shù)。CSG材料強(qiáng)度不僅僅取決于水灰比，還與CSG材料中的可碾性指標(biāo)即漿砂比關(guān)系密切。選取合適砂率有利于強(qiáng)度以及滲透性、耐久性等性能。

　�、跜SG強(qiáng)度隨齡期增長而增加。

　�、�180d齡期時(shí)，CSG混凝土彈性模量達(dá)到10000MPa以上，CSG材料單軸抗壓應(yīng)力～應(yīng)變關(guān)系表明，CSG材料和普通混凝土一樣是彈塑性材料。當(dāng)最大壓縮荷載沒有超過CSG材料的線性極限強(qiáng)度時(shí)，CSG材料呈現(xiàn)出彈性狀態(tài)。

　�、軨SG材料漿體很少，抗拉強(qiáng)度低，變形小。極拉強(qiáng)度隨砂率增加而明顯減少，極限拉伸值相對來說變化不甚明顯。

　�、蘅辜魯嗄�聚力C′隨齡期增加而增加，90d齡期時(shí)C′為0.55MPa，180d齡期時(shí)為0.89MPa。摩擦系數(shù)f′值基本在1.1左右。

　　⑦滲透系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果表明CSG混凝土的滲透系數(shù)在10-5～10-6數(shù)量級間。

　�、郈SG混凝土膠凝材料用量較少，其干縮及自生體積變形較小，60d齡期時(shí)干縮率為-1.8～-2.8×10-4，360d齡期時(shí)自生體變?yōu)闉?0～30微應(yīng)變，絕熱溫升值在5℃左右。

　　4 CSG材料的應(yīng)用情況

　　錢塘江中上游衢江(金華段)航運(yùn)開發(fā)工程游埠樞紐工程一期過水圍堰采用CSG貧膠渣礫料碾壓混凝土，圍堰總長283m，具備擋水和過水功能。施工自2014年11月5日開始，至2014年11月23日完成，共計(jì)澆筑CSG貧膠渣礫料碾壓混凝土5700m3。2015年梅汛期最大洪峰流量4500m3/s，最高洪水水位34.7m，CSG貧膠渣礫料碾壓混凝土圍堰堰頂過水最高1.9m，過水歷時(shí)4天，圍堰主體安然無恙。因此，CSG貧膠渣礫料碾壓混凝土過水圍堰在錢塘江中上游衢江(金華段)航運(yùn)開發(fā)工程游埠樞紐工程中的實(shí)踐應(yīng)用是成功的，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

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　　結(jié)構(gòu)工程師論文發(fā)表期刊推薦《結(jié)構(gòu)工程師》主要介紹工程結(jié)構(gòu)技術(shù)方面的理論和實(shí)踐，涵蓋建筑結(jié)構(gòu)、抗震防災(zāi)、橋梁工程、巖土工程、測量工程等土木工程領(lǐng)域。文章主要來源于高校教師、研究生以及工程第一線的科技人員。以結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)、施工人員為主要讀者對象，兼顧大專院校教師、學(xué)生和科研人員。期刊設(shè)結(jié)構(gòu)分析、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和施工等多個(gè)欄目。

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