浅谈沙漠工程就地取材-配制混凝土-砖的经济性

浅谈沙漠工程就地取材\配制混凝土\砖的经济性
【摘要】中国石油管道局第六工程公司承担了“尼日尔阿加德兹地面建设工程”，工程所在地在尼日尔境内的撒哈拉沙漠腹地，周围五六百公里范围内荒芜人烟，除了沙、水外，无其它可用建筑材料，如何尽量利用本地资源解决项目建设所需的混凝土、砖的原材料问题，是关乎工程建设能否顺利进行和节约成本的关键。

项目组通过大量实验完成了沙漠细沙配置混凝土和砖的难题,提高了施工速度且节约了大量资金。

【关键词】细沙研究细沙混凝土配比研究细沙制砖经济性
1引言
工程伊始项目就着重考虑利用现场材料的问题，因现场在撒哈拉腹地，有取之不尽、用之不竭的黄沙，针对这一现象专门对沙漠细沙进行了非常细致的研究。

2现场细沙情况调查及研究
1）撒哈拉沙漠沙子的颗粒级配不良，大颗粒（>0.6mm）的沙子含量少，小颗粒（<0.6mm）的沙子含量多，如果对现场细沙不加筛分，根本无法直接配混凝土。

2）撒哈拉沙漠沙子在不同的地点不同的深度，颗粒级配相差很大，因此存在料场的选择问题。

3）通过对不同颗粒级配的比表面积计算，找出水泥和沙子比表面积的关系。

4）沙子颗粒级配优化分析。

骨料依颗粒大小不同组合后，其各种粒径所占的百分比称为骨料级配。

骨料级配对水灰比及灰骨比有影响，关系到混凝土的和易性和经济性。

良好的骨料级配，可使骨料间的空隙率和总表面积减少，降低混凝土的用水量和水泥用量，改善拌合物的和易性及抗离析性，提高混凝土的强度和耐久性，并可获得良好的经济性。

同样，对于水泥砂浆体系来说，沙也应该有合理的颗粒级配和粗细搭配：粗颗粒沙不能太多，否则砂浆会产生泌水现象，砂浆分层；但细颗粒沙也不能过多，虽然细颗粒沙能提高砂浆保水性，不易分层，但会降低砂浆的流动度，增加用水量，影响砂浆性能。

通过上述分析现场通过多级筛分选用最佳级配沙子进行配置混凝土。

3细沙混凝土配比
3.1细沙混凝土的特点
凡以水泥作胶凝材料，细度模数小于1.5，平均粒径在0.25mm 以下的特细沙作细骨料，碎石或卵石作粗骨料和水配制而成的混凝土称为特细沙混凝土。

据调查我国特细沙混凝土应用已久目前使用范围日益广泛。

细石混凝土的裂缝其原因主要是建造时尚未掌握特细沙混凝土的特点，拌合用水量过大，沙率过高，搅拌不均，养护欠佳，加上设计标号过低，对混凝土收缩考虑不周，施工质量不高。

我们对这些问题施工前加以了解研究并在施工中加以注意已被克服，完全达到了实际的效果。

3.2细砂混凝土在施工现场实际应用
3.2.1混凝土的配合比的设计与抗压强度：
实验采取和现场最易满足施工要求的条件：
①水泥：采用尼日尔现在所用的42.5标号早强型德波兰水泥。

②细骨料：采用尼日尔撒哈拉大沙漠附近经过多级筛分后的沙子。

③粗骨料：采用尼日尔目前施工现场的河流石（卵石），31.5mm以下的卵石。

④外加剂：采用天津市飞龙外加剂厂生产的萘系磺酸盐高效减水剂。

⑤水：沙漠下层地下水。

⑥养护条件：根据设计的配合比制做成试块，经24小时后拆模。

将试块放入黑色塑料袋中，喷水，然后将塑料袋口封闭进行养护7天和28天。

白天最高袋内温度70℃，夜晚最低袋内温度30℃。

①配合比设计与抗压强度：表（一）
序号名称水泥砂子石子减水剂水砂率7天抗压强度28天抗压强度
①㎏/m3 370 629 1280 3.7 162 33% 47.5mpa 51.1mpa
配合比1 1.70 3.46 0.01 0.43
②㎏/m3 324 661 1286 3.24 162 34% 37.4mpa 47.0mpa
配合比1 2.04 3.97 0.01 0.50
③㎏/m3 270 697 1291 2.7 162 35% 30.4mpa 37.2mpa
配合比1 2.58 4.78 0.01 0.60
④㎏/m3 231 723 1284 2.31 162 36% 27.0mpa 33.6mpa
配合比1 3.13 5.56 0.01 0.70
压制砖配方的研究：
由于砖使用起来方便灵活而且沙漠原材料材料比较便利，为方便施工此项目购买了两台压制式制砖机进行现场制砖，生产出来的水泥砖，不需要烧结，通过短时间的晾晒就可以码垛养护。

经过一段时间的养护，水泥砖的质量不仅不逊色国内的红砖，且在强度上还能超过了红砖的强度。

3.2.2原材料的选用：
①水泥：采用尼日尔现在所用的42.5标号早强型波特兰水泥。

②砂子：采用尼日尔阿贾德姆油田附近经过多级筛分最佳级配的砂子。

水泥砖的特点：&#160;
（1）&#160;强度可以根据工程施工的要求来生产不同等级强度的砖块&#160;。

（2）&#160;形状根据工程的需求来确定不同各规格的砌块砖&#160;。

（3）&#160;可以是空心砌块、实心砖等不同品种的水泥砖&#160;。

（4）&#160;废弃的水泥砖还可以进行再回收利用。

3.4经济性对比
面对尼日尔贫困、落后的社会依托和恶劣的自然环境，面对如此大规模的整装油田地面建设，工序多、施工难度大是我们前所未有的，见所未见的。

在原材料方面因当地采购价格相对比较昂贵，能从当地购买原材料进行加工可以减少一部分成本。

低成本、高回报的就地取沙,根据现场的实际条件，通过公司技术人员的专门研究，选出了能筛分配置砖和混凝土的级配较好的沙子，不仅解决了现场用沙的问题，还经过反复的实验大量的数据，配置了满足现场使用的混凝土，节约了水泥用量。

参考文献：
[1] 冯乃谦.新实用混凝土大全[M].科学出版社.
[2] 张财[，吴爱琴].非洲撒哈拉沙漠特细沙混凝土配合比应用研究.黑龙江交通科技.
[3] 张国学[，宋建夏].沙漠沙对水泥砂浆和混凝土的影响.宁夏大学学报.。