大掺量粉煤灰混凝土的应用

资料大小：180KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-09-08

资料介绍

大掺量粉煤灰混凝土的应用
郭承乾，夏禹宗，李佳勇
(佳木斯市水利勘测设计研究院，黑龙江佳木斯154002)
摘要：试验认为，用大掺量粉煤灰可生产高性能的混凝土。文章主要针对大掺量粉煤灰混凝土的主要性能，介绍粉煤灰在混凝土
中的适应环境与作用，以及T程现场的质量控制措施。
关键词：混凝土；大掺量粉煤灰；机理分析；影响因素；使用环境
中图分类号：TV42．3 文献标识码：B
1 引言
随着T业时代的进步，环境污染日益严重，于是人们研
究从生产中产生的废品寻求“变废为宝，化害为利”的途径。
粉煤灰是火电厂燃烧时从烟气中收集的微细洋灰，属于火山
质材料。粉煤灰的综合利用可以减少对环境的污染，增加经
济收入，提高混凝土的性能。
2 大掺量粉煤灰混凝土的性能研究与分析
2．1 大掺量粉煤灰混凝土的定义
在20世纪30年代，混凝土中就开始使用粉煤灰了，人们
发现掺人了粉煤灰之后可最大限度地降低混凝土的水化热。
在大体积混凝土中掺人粉煤灰，有利于抑制裂缝的产生。
将粉煤灰看成一个独立组分，与砂石、水泥共同拌和，以
T程设计与施工质量的要求为基准，进行混凝土的设计，生
产、浇注与养护；这即是大掺量粉煤灰混凝土。
2．2 粉煤灰提高混凝土性能的主要原理
一般粉煤灰含很高的SiO 、A1 0 ，但CaO却非常低(仅
为1％一5％)；粉煤灰不具有自身水化硬化特性，只能在有活
性激发剂(如硅酸盐水泥等)作用下，才能具有强度。
粉煤灰的形态效应可以产生水势能，有利于减少混凝土
的单位用水量，从而在保证混凝土强度的前提下，减少水泥
用量，减少混凝土的水化升温和混凝土中温度裂缝发生的概
率，同时还有致密作用。粉煤灰的火山灰效应产生反应势
能，可以提高混凝土的后期强度。粉煤灰的微集料效应所产
生的致密势能，可以减少一般老化混凝土的有害孔的比例，
有效提高混凝土的密实性，其化学作用的水化热起到骨架作
用，提高黏结强度，从而提高混凝土的抗裂性能。
粉煤灰在结构混凝土巾可置换水泥量多达60％，对混凝
土的性能有良好的改善作用。粉煤灰混凝土后期强度高，但
早期强度比较低，并且粉煤灰掺入量越大，早期的混凝土强
度下降越厉害。这是粉煤灰混凝土的主要缺点，严重阻碍了
粉煤灰混凝土的应用范围。后来采用粉煤灰复合超细粉和
高效减水剂的粉煤灰高性能混凝土，不但后期强度相当高，
更为关键的是早期强度明显得到了提高。
2．3 粉煤灰在混凝土中的机理分析
长期以来，国内外在混凝土中常掺有一定量粉煤灰，但
作为水泥的替代材料，绝大多数情况下是以如下3种方式应
用的：在早期强度要求很低，长期强度大约在25～35 MPa的
大体积水工混凝土中，大掺量地替代水泥使用；在结构混凝
土里较少量地替代水泥(10％～25％)；在强度要求很低的回
填或道路基层里大量掺用。由于高效减水剂的应用，使混凝
土的水胶比可以大幅度降低，从而使掺用粉煤灰的效果大为
改善，使大掺量粉煤灰混凝土的性能能够大幅度地提高。
2．4 粉煤灰对混凝土性能的影响因素
对大掺量粉煤灰混凝土性能影响显著的因素应该是：烧
失量、细度与需水量比，分别讨论如下：
1)烧失量：烧失量主要反映了粉煤灰中未燃的含量，其
值的高低取决于电厂燃煤的工艺与燃烧效率。烧失量(含碳
量)高的粉煤灰对混凝土性能的影响(需水量增大、密实度降
低、影响外加剂的掺量与面层混凝土的质量等)已众所周知，
如过多的碳粒对减水剂尤其是引气剂具有明显的副作用，导
致减水剂的用量明显增大，而弓l气剂的剂量需数倍甚至数十
倍的增加，使对大掺量粉煤灰混凝土的引气难度加大。因
此，烧失量可认为是影响大掺量粉煤灰混凝土配合比设计与
性能的主要影响因素。
2)细度：细度越细，火山灰反应能力越好，或称火山灰活
性至数越高。细度细的粉煤灰具有相对高的早、中、后期强
度。
。
3)需水量比：从总体上来说，需水量比小总是好的，但不
宜把这一指标作为粉煤灰取舍与否的主要判据。规定需水
量比是为了使混凝土不至于因使用粉煤灰而导致用水量增
加。一般认为，粉煤灰的需水量比较小，混凝土的需水量也
比较小。两者之间虽有相关性，但相关系数并不太高，有时
需水量比相差10％的粉煤灰，拌制的混凝土需水量却基本相
同。
3 粉煤灰在混凝土中使用环境和作用
填充骨料颗粒的空隙并包裹它们形成润滑层，由于粉煤
灰的容重(表观密度)只有水泥的2／3左右，而且粒形好(质