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粉煤灰摻量對混凝土性能影響研究
發布人:sphnt 發布時間:2009年11月25日 被瀏覽 6190

陳岳

摘要:本文研究了不同粉煤灰摻量對新拌混凝土的工作性能及對硬化混凝土的性能影響,表明Ⅱ級粉煤灰在混凝土中的摻量不宜大于20%,在此范圍內,可以起到改善新拌混凝土工作性能,提高混凝土折壓比及后期抗壓強度,減小混凝土收縮,增大混凝土彈性模量的作用.
關鍵詞:粉煤灰;混凝土性能

      粉煤灰是火力發電廠排放的一種大宗工業廢渣。作為混凝土的摻合料,粉煤灰具有降低混凝土生產成本,改善混凝土和易性、可泵性,降低混凝土水化熱等作用而大量應用。但在混凝土生產過程中,對于粉煤灰取代水泥量,隨意性較大,使混凝土質量不易控制。同時,重慶預拌混凝土用細集料大部分是用本地特細砂,其細度模數在1.0左右。特細砂混凝土與中砂混凝土相比,相同強度時,每m3混凝土要多用約10%的水泥。膠結材、用水量的變化對混凝土的一系列性能都有影響,特別是混凝土的收縮、徐變及耐久性等方面都有影響。目前對摻粉煤灰特細砂混凝土的長期性能與耐久性方面尚缺乏系統的研究。因此,研究粉煤灰的摻量對混凝土性能影響,對于保證混凝土的質量,提高建筑工程質量有實際指導意義。

1 原材料
水泥:騰輝42.5普通水泥;
粉煤灰:重慶發電廠Ⅱ級干排粉煤灰,其化學成分及物理性能見表1-1、1-2;

石:5mm~25mm連續級配的小泉碎石;
細集料:細度模數為1.1的渠河砂;
外加劑:重慶江韻外加劑廠的FDN-T40-50泵送劑,粉狀,推薦摻量

為1.0%~1.2%。

2 不同粉煤灰摻量對新拌混凝土性能及硬化混凝土強度的影響

      不同粉煤灰摻量(表2-1中為等量取代水泥量的百分比,粉煤灰超量系數為1.3,基準混凝土按C30、C40、C50配合比設計。摻粉煤灰后,相應地減少每m3混凝土中等體積的砂量),配制C30、C40、C50泵送混凝土的試驗結果見表2-1。
      由表2-1可見,用10%的粉煤灰取代水泥,C30、C4O混凝土的坍落度增大,1.5h混凝土的坍落度保留值也增大,C50混凝土的坍落度和1.5h坍落度保留值與基準混凝土相近。粉煤灰取代水泥量達25%時,各強度等級的混凝土坍落度及1.5h落度保留值與基準混凝土相差不大,粉煤灰取代水泥量超過25%,隨著粉煤灰取代水泥量增大,各強度等級混凝土的坍落度變小,和易變差。當摻量為70%時,混凝土的初始坍落度小于100mm,已不能滿足泵送混凝土工作性要求。
      不同強度等級混凝土的早期強度(3 天、7天),隨著粉煤灰取代水泥量的增大而降低。
      當粉煤灰取代10% 的水泥時,各種強等級混凝土的28天強度都有不同程度的提高。當粉煤灰取代水泥量達25%時,混凝土的28天強度與基準混凝土差別不大;當粉煤灰摻量超過25%時,混凝土的28天強度隨粉煤灰摻量的增大而急劇降低。

3 粉煤灰摻量對混凝土的長期強度的影響
      不同粉煤灰摻量(分別取代水泥量0% 、10% 、20% 、30%,超量系數1.3)配制的混凝土(基準混凝土按C30、C40、C50設計)強度發展試驗見表3-1。

      從表3-1可見,不同強度等級混凝土,用粉煤灰取代定量水泥后,混凝土早期(3天、7天)強度都有不同程度的降低.粉煤灰取代水泥量越大,混凝土早期強度降低幅度越大。粉煤灰取代10%水泥,各強度等級混凝土28天抗壓強度有不同程度的提高;粉煤灰取代20%水泥,混凝土與基準混
凝土相差不大,當粉煤灰取代水泥量達30%時,混凝土的強度比基準混凝土要低得多。
      不同強度等級的混凝土,摻粉煤灰的混凝土后期強度增長幅度要大于基準混凝土,而且,90d齡期后,隨著粉煤灰取代水泥量的增大,混凝土的強度增幅越大。

4 粉煤灰摻量對混凝土彈性模量、抗折強度的影響
      不同粉煤灰摻量配制的混凝土(基準混凝土配合比設計為C40、C50)彈性模量及抗折強度見表4-1。

      從表4-1可見,粉煤灰取代10%的水泥,彈性模量比基準混凝土大;粉煤灰取代20%的水泥量,彈性模量與基準混凝土相近;當粉煤灰取代水泥量達30%時,混凝土的彈性模量比基準混凝土低。
      對于混凝土的抗折強度,當粉煤灰取代水泥量10%、20%時,C40、C50混凝土的28天抗折強度均高于基準混凝土的抗折強度:當粉煤灰取代30%的水泥時,混凝土的28天抗折強度比基準混凝土的抗折強度略小;從表4-1中的折壓比值看出,隨著粉煤灰取代水泥量的增加,混凝土的折壓比明顯增大。

5 不同粉煤灰摻量對混凝土收縮性能的影響
      不同粉煤灰摻量配制的混凝土(基準混凝土按強度等級C40、C50)收縮試驗結果見表5-1。

      從5-1可見,對于C40、C50混凝土,粉煤灰取代一定量的水泥后,混凝土各齡期的收縮均低于基準混凝土。

6 不同粉煤灰摻量對混凝土徐變的影響
      不同粉煤灰摻量配制的混凝土(基準混凝土按C50配合比設計)的徐變性能試驗結果見表6-1。
      不同粉煤灰摻量的混凝土徐變度曲線如圖6-1。

      由圖6-1可見,當粉煤灰取代水泥量的10%時,混凝土各齡期的徐變度均小于基準混凝土,粉煤灰取代20%、30%的水泥時,混凝土各齡期的徐變度均比基準混凝土大。

7 粉煤灰摻量對混凝土抗滲性能的影響
      不同粉煤灰摻量的混凝土(基準混凝土按C50配合比設計)滲透性試驗結果如表7-1。

      從表7-1的試驗結果可見,粉煤灰取代的水泥量不大于20%時,混凝土抗滲性能與基準混凝土相當;當粉煤灰摻量為30%時,混凝土的抗滲性下降。

8 結論
      摻一定量的粉煤灰,可提高混凝土的工作性及28d強度,但取代水泥量不宜超過20%;
      摻一定量的粉煤灰,可提高混凝土的后期強度,且強度增長率高于不摻粉煤灰的混凝土;
      粉煤灰的摻量不大于20%時,可提高混凝土的折壓比,減小混凝土收縮,增大彈性模量,抗滲性能與徐變性能與不摻粉煤灰的同強度等級混凝土相近。

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