粉煤灰在部分混凝土工程中應用實例探討

1、前言

大量的工程實踐證明，粉煤灰在混凝土中具有良好的技術效應及經濟效益。但在少數工程中由于粉煤灰質量欠佳、施工配比及施工措施的不當，產生了一些質量問題，造成一些工程不敢合理摻用粉煤灰的現象。本文通過近年來碰到的實際工程案例及模擬試驗來說明粉煤灰對混凝土強度及表面“起皮”等現象的影響。

2、工程實例

實例1:某工程框架剪力墻結構地下室剪力墻采用C40商品混凝土，攪拌站出廠取樣及工地現場取樣標養(yǎng)28天混凝土強度均達到115%以上；但在實體回彈驗收中，地下室1～2層混凝土強度最低為32.1MPa和34.6MPa，施工方認為攪拌站混凝土中粉煤灰摻量過大。于是委托相關單位進行鉆芯取樣檢測，檢測結果地下為1～2層最低55.2MPa、56.8MPa，均滿足工程設計要求。

實例2：某工地現場攪拌，采用C30混凝土澆灌現澆板，澆筑后發(fā)現表面浮漿現象嚴重，有一層黑色懸浮物，混凝土終凝后表面“起皮”，監(jiān)理認為是粉煤灰摻量過大所致。經調查后發(fā)現，該工地由于未對進廠粉煤灰進行復檢，配合比中的Ⅱ級粉煤灰燒失量、細度均已超出國家標準，故混凝土表面黑色懸浮物是由于粉煤灰燒失量過高所致。

實例3：某公司生產廠區(qū)路面硬化工程，采用C25商品混凝土，硬化不足10天，施工方便反應混凝土表面有微裂縫，局部“起皮”，用掃帚掃完后有“起沙露石”現象，嚴重影響路面使用，甲方反應強烈，要求重新返工。施工方懷疑一是混凝土強度不夠，二粉煤灰摻量過大導致混凝土表面“起皮”，要求相關部門檢測，后經質檢站人員取樣檢測后，混凝土強度完全符合要求。經查攪拌站配合比后，發(fā)現該配合比已應用于其它工程多次，且原材料沒有顯著變化，工程并未出現類似現象。后經調查，施工當天中午溫度高達38℃，工人在施工過程中隨意在混凝土中加水，導致混凝土坍落度過大，且二次收面時，由于混凝土表面失水過快，又再次澆水，使表層混凝土水灰比增大,強度有所降低。故以上現象與混凝土中粉煤灰摻量沒有關系，屬于施工不規(guī)范及養(yǎng)護不到位所造成。

實例4：某水下灌注樁工程采用C35混凝土，澆筑后試壓7天強度為22.4MPa，達設計強度64%，達不到設計要求，認為配合比中粉煤灰摻量過大。經調查發(fā)現，該工地對試塊采用臨時搭棚養(yǎng)護，試件表面為鋸末覆蓋，采用人工澆水辦法增加濕度，只有一支普通溫度計測量溫度，且晚上無人澆水也無人記錄，陜北地區(qū)晝夜溫差較大，溫濕度根本達不到標準養(yǎng)護要求。于是將當天所做試件全部移至我公司養(yǎng)護室，結果7天強度為30.8MPa，達設計強度88%，完全符合配合比設計要求。

3、模擬試驗

為了對以上情況進行進一步證實，我們通過攪拌站料場后墻及場地硬化工程進行了實體試驗。后墻采用分段施工的方法，分別用C40-1、C40-2、C40-3分別施工三面墻，每面墻使用混凝土約7m3，共使用混凝土21m3，并采用不同的養(yǎng)護方法養(yǎng)護；地面采用C25-1、C25-2分別施工兩塊地面，地面厚度為20cm，每塊使用混凝土約15m3，共使用混凝土30m3，采用同等養(yǎng)護方法。試驗中所用原材料性能、混凝土配合比及回彈強度如下：

3.1原材料情況

3.1.1水泥：采用秦嶺P.O32.5R及P.O42.5R水泥，物理性能見表1：

表1 水泥物理性能

水泥品種及強度等級	細度0.08mm篩余%	標準稠度用水量%	初凝時間min	終凝時間min	抗壓強度Mpa		抗折強度Mpa
水泥品種及強度等級	細度0.08mm篩余%	標準稠度用水量%	初凝時間min	終凝時間min	3d	28d	3d	28d
P.O42.5R	2.0	28.0	199	255	26.0	46.8	5.7	9.5
P.O32.5R	1.8	27.6	170	237	23.3	38.0	4.8	8.2

3.1.2骨料：石子為銅川5～25mm連續(xù)級配石灰石，壓碎值指標9%，石粉及含泥量合計為0.4%；砂子為二類中砂，細度模數2.6，含泥量≤2.0%

3.1.3粉煤灰：采用F類Ⅱ級及Ⅲ級兩種

表2 粉煤灰主要性能指標

項目	粉煤灰級別指標			實測值
項目	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅱ級粉煤灰	Ⅲ級粉煤灰
細度(45µm方孔篩篩余),不大于%	12.0	25.0	45.0	20.2	38.6
需水量比,不大于%	95	105	115	102	113
含水量,不大于%	1.0	1.0	1.0	0	0.1
燒失量,不大于%	5.0	8.0	15.0	3.8	11.6

3.2、配合比試驗情況見表3、拌合物性能及回彈強度見表4

表3 配合比試驗情況

配比編號	單方混凝土材料用量(kg/m3)							備注
配比編號	自來水	水泥	中砂	石子	粉煤灰	外加劑	粉煤灰摻量	備注
C40-1	170	360	720	1085	100	12.2	21.7%	Ⅱ級粉煤灰P.O42.5R
C40-2	170	342	720	1085	118	11.8	26.0%	Ⅱ級粉煤灰P.O42.5R
C40-3	170	460	720	1085	/	13.5	0	Ⅱ級粉煤灰P.O42.5R
C25-1	160	280	804	1112	75	8.8	21.1%	Ⅱ級粉煤灰P.O32.5R
C25-2	168	280	804	1112	75	9.1	21.1%	Ⅲ級粉煤灰P.O32.5R

表4 拌合物強度性能及混凝土強度

配比編號	拌合物性能及混凝土養(yǎng)護情況	標準試件養(yǎng)護 28天強度	同條件試件養(yǎng)護28天強度	累計溫度600℃時實體回彈強度
C40-1	粘聚性,保水性良好,三天后拆模,采用塑料薄膜覆蓋,并澆水養(yǎng)護14天，14天后轉入自然養(yǎng)護	54.2	46.1	45.7
C40-1	粘聚性,保水性良好,硬化后立即拆模拆模后只澆水養(yǎng)護一次,無覆蓋，14天后轉入自然養(yǎng)護	54.2	37.9	38.2
C40-2	粘聚性,保水性良好, 三天后拆模,采用塑料薄膜覆蓋,并澆水養(yǎng)護14天，14天后轉入自然養(yǎng)護	53.9	45.6	45.3
C40-3	粘聚性,保水性較好,但坍落度損失快, 三天后拆模,采用塑料薄膜覆蓋,并澆水養(yǎng)護14天，14天后轉入自然養(yǎng)護	56.9	48.2	47.1
C25-1	粘聚性,保水性良好, 三天后拆模,采用塑料薄膜覆蓋,并澆水養(yǎng)護14天，14天后轉入自然養(yǎng)護	32.6	28.2	27.2
C25-2	粘聚性,保水性不好,表面有泌水現象,且表層有黑色懸浮物, 三天后拆模,采用塑料薄膜覆蓋,并澆水養(yǎng)護14天，14天后轉入自然養(yǎng)護	26.7	25.2	21.9

4、試驗結果分析

1、通過比較配比C40-1、C40-2、C40-3實驗結果說明，當混凝土膠凝材料總量不變時，摻入粉煤灰的混凝土強度略低于不摻粉煤灰混凝土強度，只要保持混凝土水膠比合理，混凝土粘聚性、保水性良好，粉煤灰摻量在一定范圍內不會對混凝土強度有明顯影響?；炷粱貜棌姸扔绊懖淮?。

2、通過對C40-1配比施工的不同養(yǎng)護條件，可以看出養(yǎng)護條件對混凝土強度影響明顯，養(yǎng)護不合理的混凝土強度顯著下降。

3、通過配比C25-1、C25-2實驗及實際觀察說明，在摻用Ⅲ級粉煤灰時，有較粗黑色懸浮物，給人造成的表觀現象是粉煤灰摻量過大,有上浮現象,但仔細觀察后發(fā)現，上浮的全部是黑色粗顆粒，屬于粉煤灰中未燃燒完全炭粒，而摻量同樣Ⅱ級粉煤灰時,則不存在此現象。Ⅲ級粉煤灰較Ⅱ級粉煤灰不僅需水量增加，外加劑用量增大,混凝土拌合物出現表面泌水而影響混凝土表觀，且會造成混凝土強度下降。

5、結論

1、粉煤灰質量合格且摻量在一定范圍內，對混凝土強度有明顯影響。

2、摻用粉煤灰的混凝土如果養(yǎng)護不當，其強度下降較不摻粉煤灰的混凝土更明顯。

3、粉煤灰質地下降，尤其是細度及燒失量過大時，會造成混凝土強度明顯降低，表面起皮，強度下降。