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隧道洞渣制备机制砂及机制砂混凝土应用技术研究

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本文以洞渣利用及缓解山区高速公路建设天然砂供需矛盾为目的,依托福建省福永高速公路开展洞渣利用可行性评价、洞渣加工工艺与质量控制要点及机制砂工程应用关键技术研究,旨在为洞渣利用的整个过程提供全面、系统的理论依据和技术支撑。
　　 构建了隧道洞渣制备机制砂的可行性分析体系,该体系以隧道洞渣质量评价、经济成本分析及隧道周边交通地势情况三方面为基本框架,从不同角度全面分析各隧道洞渣利用的可行性。经实例验证,该体系能从隧道本身及周边的实际情况出发,合理判定洞渣利用的可行性,具有较强的实际指导意义。
　　 在现有砂石联产工艺的基础上,结合洞渣异于矿山开采石料的诸多特点,探讨了破碎工艺、振动给料机倾角、偏心转转速、条行筛筛条尺寸及间距、细碎段振动筛的筛孔尺寸及除粉方式等关键工艺参数对机制砂级配、石粉含量、MB值、颗粒形貌等相关性能的影响,确定了包括洞渣甄别与筛选、加工设备选型、工艺参数设定在内的一整套隧道洞渣制备机制砂的关键技术与质量控制方法。通过工艺优化与质量控制,机制砂质量稳定,级配合理,水洗机制砂石粉含量能控制在7％以下,风选机制砂石粉含量能控制在7%～9%,细度模数能稳定在2.5～2.8之间,MB值能控制在1.25以下。
　　 针对福永高速公路工程实际情况,确定了将高石粉含量机制砂(13.5%左右)应用于C30及以下混凝土,石粉含量为8%～10%的机制砂应用于路面水泥混凝土,石粉含量低于7%的机制砂应用于C50T梁混凝土的技术思路。研究了不同标号、不同用途机制砂混凝土的配制、施工及质量控制关键技术,将洞渣制备的机制砂成功应用于C30水下混凝土、C25二衬防水混凝土、M5路面水泥混凝土及C50 T梁混凝土。经检测,混凝土状况良好、各性能指标均满足相关规范要求。
　　 据统计,福永高速公路全线洞渣的总用量为62.5万m3,利用率为42%,其中生产机制砂25万m3;生产碎石37.5万m3,配制混凝土60万m3,产生直接经济效益约1950万元。

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