粉煤灰在預(yù)拌混凝土中的研究和應(yīng)用

［摘要］ 本文主要論述在預(yù)拌混凝土的生產(chǎn)中,采用粉煤灰取代部分泥的可行性。

［關(guān)鍵詞］ 粉煤灰；坍落度；抗壓強(qiáng)度

［中圖分類號(hào)］ TU528［ .09］ ［ 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ B ［文章編號(hào)］ 1009- 0142 01- 0046- 02

　　粉煤灰作為一種優(yōu)良的活性摻合料用于混凝土中已有多年的歷史，但在結(jié)構(gòu)工程的應(yīng)用僅僅在上世紀(jì)80 年代以后，隨著粉煤灰利用率的提高和應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，常常作為第六組分被用于配制高強(qiáng)混凝土、流態(tài)混凝土等。

　　由于預(yù)拌混凝土具有質(zhì)量穩(wěn)定、施工方便、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、不污染環(huán)境、施工效率高等優(yōu)點(diǎn)，因此在一些建筑特別是大體積混凝土施工中往往采用預(yù)拌混凝土，施工單位在施工時(shí)不但對(duì)混凝土強(qiáng)度、坍落度以及和易性等技術(shù)指標(biāo)有嚴(yán)格要求，同時(shí)受到工期的限制和施工的需要，對(duì)預(yù)拌混凝土生產(chǎn)廠家提供的混凝土的早期強(qiáng)度以及凝結(jié)時(shí)間都提出明確的要求。而大摻量粉煤灰配制的商品混凝土，由于粉煤灰取代了部分水泥，降低了混凝土中水泥的濃度，也必然降低混凝土的早期強(qiáng)度，同時(shí)延長(zhǎng)混凝土的凝結(jié)時(shí)間，這是使用粉煤灰配制混凝土所帶來(lái)的缺陷。因此，如不能很好解決此類問(wèn)題，勢(shì)必對(duì)采用大摻量粉煤灰配制預(yù)拌混凝土的發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)重的障礙。因此要解決的問(wèn)題是大摻量粉煤灰用于預(yù)拌混凝土中，既要保證相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)符合要求，同時(shí)還要滿足施工的要求。

1 試驗(yàn)與結(jié)果

　　本文所采用的配合比是由撫順市質(zhì)量檢測(cè)部門(mén)為預(yù)拌混凝土企業(yè)提供的生產(chǎn)配合比，以此為基準(zhǔn)，根據(jù)粉煤灰的摻量得出粉煤灰混凝土的配合比。其中水泥采用撫順?biāo)喙煞萦邢薰旧a(chǎn)的普通硅酸鹽42.5 級(jí)水泥;粉煤灰采用鐵嶺電廠生產(chǎn)的I 級(jí)灰；粗骨料采用撫順哈達(dá)碎石5～20 mm ；細(xì)骨料采用中砂；外加劑采用撫順市塔峪外加劑廠生產(chǎn)的泵送劑。

　　試驗(yàn)采用以粉煤灰取代30%的水泥配制相應(yīng)強(qiáng)度等級(jí)混凝土。為了控制混凝土各齡期的強(qiáng)度與其對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)混凝土相當(dāng)，在混凝土配合比中，粉煤灰采用超量取代，超量系數(shù)為1.3~1.4。詳見(jiàn)表1。

表1 粉煤灰混凝土試驗(yàn)方案及結(jié)果

　　從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,粉煤灰混凝土的坍落度均高于基準(zhǔn)混凝土。28 d 強(qiáng)度與基準(zhǔn)混凝土相當(dāng)，而粉煤灰混凝土后期強(qiáng)度增長(zhǎng)速度大大超過(guò)基準(zhǔn)混凝土。由于粉煤灰為超量取代，粉煤灰混凝土膠結(jié)材料高于基準(zhǔn)混凝土。因此，其和易性比基準(zhǔn)混凝土有很大的改善。同時(shí)減少了泌水和離析，從而使混凝土整體性能有很大提高。同時(shí)可大大減少水泥摻量，降低生產(chǎn)成本，取得很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2 分析與結(jié)論

　　粉煤灰是一種人工火山灰質(zhì)混合材，在混凝土中摻入粉煤灰之所以能提高混凝土的強(qiáng)度及抗?jié)B性能是因?yàn)榉勖夯抑泻写罅康幕钚圆牧?。在水泥的水化過(guò)程中，這些活性材料可發(fā)揮火山灰活性作用，從而提高混凝土的密實(shí)性。這是因?yàn)榉勖夯抑形㈩w粒的表面積很大，使水泥充分?jǐn)U散，水化反應(yīng)后形成的孔隙率相對(duì)減小，混凝土密實(shí)性必然提高。由于粉煤灰中的活性材料與水泥水化所產(chǎn)生的Ca (OH) 2 產(chǎn)生二次水化作用，產(chǎn)生新的水化物填充原有水泥石子結(jié)構(gòu)孔隙，使混凝土強(qiáng)度及抗?jié)B性得以提高，粉煤灰通過(guò)其火山灰活性，使混凝土后期強(qiáng)度得以較大增長(zhǎng)，這是普通硅酸鹽水泥不可能達(dá)到的。

3 粉煤灰混凝土的應(yīng)用及施工特點(diǎn)

　　2002 年將該技術(shù)應(yīng)用于撫順市天通建筑公司承建的一個(gè)框架居民樓的工程上，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)取樣，標(biāo)養(yǎng)28 d 后經(jīng)檢測(cè)其強(qiáng)度以及五十次凍融指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，也取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。為該項(xiàng)技術(shù)推廣和應(yīng)用，提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)依據(jù)。

　　水泥的水化作用是一種放熱反應(yīng)，由于放熱而使混凝土的溫度升高，而產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，以粉煤灰高置換率取代水泥后，減少水化熱，降低新拌混凝土的溫度，因此，在大體積混凝土中，降低新拌混凝土絕熱升溫是很重要的。否則，會(huì)由于溫升過(guò)大而造成混凝土的開(kāi)裂。

　　由于攪拌站位于撫順偏遠(yuǎn)市郊，運(yùn)距比較遠(yuǎn)，時(shí)間大多為1 h 左右，特別在夏季天氣比較炎熱，混凝土的坍落度損失較大；給混凝土泵送和施工帶來(lái)困難。而摻入粉煤灰后明顯地改善了混凝土的和易性，減少坍落度損失，保證混凝土泵送順利進(jìn)行加快施工進(jìn)度，并延長(zhǎng)泵車(chē)的使用壽命。