大掺量粉煤灰混凝土抗渗性能的问题和发展

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1、大掺量粉煤灰混凝土抗渗性能的问题和发展0引言　　近些年来，火力发电迅速发展，已经成为中国最大的污染物排放之一。而粉煤灰是火力发电过程中产生的工业垃圾，如果不对其进行合理的处理，必将对环境造成重大污染。在建筑中，我们采用在混凝土中掺入粉煤灰来改善混凝土的技术性能，像人防工程、隧道工程、桥面铺装工程和化工管道工程等，都要求所用混凝土具有良好的抗渗性能。针对土木工程中混凝土抗渗性能的技术指标需求，我们对大掺量粉煤灰混凝土的抗渗性能进行研究，并通过调整粉煤灰混凝土的配合比和抗渗实验对抗渗性能进行研究。　　提高混凝土抗渗性的关键是改变混凝土孔隙特征或提高混凝土

2、的密实度。其主要措施有降低水灰比，从而减少泌水和毛细孔；掺引气型外加剂，将开口孔转变成闭口孔来割断渗水通道；加强振捣和充分养护等。由于施工条件的限制，在工程上具有一定的难度。因此，普通混凝土很难满足工程质量要求，而且单纯使用外加剂也不能解决所有问题。许多研究成果表明：在混凝土中添加硅粉、粉煤灰、磨细矿渣等矿物掺合料，可有效的改善混凝土的耐久性，从而满足混凝土的设计要求[1]。抗渗性是对特种混凝土最基本的要求，我们在混凝土中掺入粉煤灰，既细化了孔的结构，又起到微细集料的作用，从而改善混凝土的性能。　　本文用减水剂和粉煤灰双掺法来配制粉煤灰混凝土，并研究

3、其抗渗性能。　　1试验材料　　1.1水泥水泥采用42.5普通硅酸盐水泥。其力学性能见表1。　　1.2粉煤灰粉煤灰是二级磨细灰。其性能指标见表2。　　1.3细骨料细骨料采用中砂系度模数为2.51。其性能见表3，筛分结果见表4。　　1.4粗骨料粗骨料采用最大粒径直径为20mm的碎石。其性能指标见表5，筛分结果见表6。　　1.5水水为饮用水。　　1.6减水剂减水率为20%的高效减水剂，掺量为水泥用量的1.0%。　　1.7检验依据粗细骨料检验按文献[2-3]，水泥检验依据文献[4-5]。　　2试验方法　　用1中的材料（二级磨细粉煤灰，水泥为42.5普通硅酸盐

4、水泥，粗骨科采用Dmax=20mm的碎石，细度模数2.7的中砂）按照《普通混凝土配合比设计规程》配制。　　抗渗性依据GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行，根据混凝土抗渗标号测定，要求采用底面直径为185mm、顶面直径为175mm、高度为150mm的圆台体标准试件，按规定方法成型，以6个为一组，养护28d混土试块。试件养护至实验前一天取出，将表面晾干，然后将试件侧面用加热熔化石蜡液涂均匀（起密封作用），随即通过压力机将试件压入经预热的抗渗试件套模内，进行密封冷却后即可解除压力。然后排除抗渗仪管路系统中的空气，并将

5、密封好的试件安装在抗渗仪上，最后检查其密封情况。试验时起始水压为0.1MPa，以后每隔8个小时增加水压0.1MPa，并随时观察试件，直到6个试件中3个试件被压力水穿透，停止实验。　　混凝土配合比见表7[7]。　　记录此时的水压力值，其结果见表8。　　3试验结果与分析　　普通混凝土抗渗性能较差，因为混凝土浇注成型时振捣不实，同时混凝土内部有泌水和蒸发后留下的透水通道毛细管，在混凝土硬化后因干缩和热胀等变形而产生的裂缝，都会导致混凝土出现渗水，这是混凝土抗渗性能差的原因。[8]试验结果表明，使粉煤灰混凝土抗渗性能显著提高的原因是：粉煤灰被熟石灰Ca（OH

6、）2活化，改善了粉煤灰的颗粒结构，使粉煤灰具有一定的凝胶性。同时粉煤灰的加入改善了混凝土的和易性，让其更容易浇捣密实，此外粉煤灰的加入取代了部分水泥，同时加速了水泥的水化作用，填充了水泥水化后的微小孔隙，提高混凝土结构密实度。加入高效减水剂，使混凝土硬化密实度得到有效提升，并且使胶凝材料水化大幅度提高，激发了水泥组分与粉煤灰活性物质发生二次水化生成胶凝物质，这些胶凝物质堵塞了混凝土中的渗水通道，提高了抗渗性能。　　4结束语　　采用双掺技术配制的混凝土，能有效提高混凝土的抗渗性能，随粉煤灰掺入比例提高抗渗性能越好，还能抑制混凝土中的碱骨料反应，且随着粉

7、煤灰掺量的提高，这种抑制作用也越大。并且粉煤灰取代水泥的质量分数为20%～25%左右为宜。