掺粉煤灰和磷渣混凝土的性能试验研究

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第42卷第5期2011年3月人民长江Vo1．42，No．5YangtzeRiverMar．．2011文章编号：1001—4179(2011)05—0086—03掺粉煤灰和磷渣混凝土的性能试验研究谢莎莎，董芸，陈霞，(1·长江科学院结构与材料研究所，湖北武汉430010；2．水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心，湖北武汉430010)摘要：研究了掺粉煤灰、磷渣对混凝土力学性能、耐久性和变形性能的影响。结果表明，混凝土的抗压强度和极限拉伸值均随着粉煤灰掺量的增加而降低；用磷渣等量替代粉煤灰后，混凝土强度与普通混凝土相比基本相当或略高，极限拉伸值增加较多，干缩也略有增加；在混凝土中掺入适量的粉煤灰或磷渣均有利于改善混凝土的抗渗性和抗冻性。关键词：混凝土；磷渣；粉煤灰；抗压强度；耐久性中图法分类号：TV42．3文献标志码：A粉煤灰是从煤粉炉烟道气体中收集到的粉末，属1原材料性能于铝硅玻璃质材料，玻璃体中可溶性的SiO，和A1，O是粉煤灰的火山灰活性的来源。粉煤灰用作混凝土矿(1)水泥。试验采用42．5普通硅酸盐水泥。水物掺和料不仅可以降低水泥用量、节约成本，还可以降泥性能检测结果表明，水泥的基本性能指标符合低水化热温升；粉煤灰的二次火山灰反应的水化产物GB175—2o07《通用硅酸盐水泥》对普通硅酸盐水泥有利于减少水泥石结构中大孔、毛细孔和连通孔的数的有关规定。量，同时增加凝胶孔和过渡孔，使水泥石孔隙分布更加(2)粉煤灰和磷渣。试验采用贵州凯里电厂粉煤均匀、孔径趋细化，改善水泥石的整体性能。灰。试验选用的磷渣为贵州磷酸盐制品厂粒化电炉磷磷渣是生产黄磷时的工业副产品，化学组成以渣，该磷渣的质量评定系数为1．31，PO含量为CaO和SiO，为主，含量超过90％，具有一定的火山灰1．53％，无元素磷，磷渣品质检验结果见表l。检测结活性，用作混凝土矿物掺和料时有利于改善混凝土的果表明：贵州凯里电厂粉煤灰的各项技术指标已达到部分性能。DL／T5055—1996(水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》目前，我国在建和规划中的水利水电工程大多处中I级粉煤灰的技术指标要求。于西南地区，由于西南地区大型火电厂较少，且煤源不表1磷渣的物理性能稳定，能够稳定供应粉煤灰的厂家较少，粉煤灰供应紧张，而磷渣来源广、堆积量大。因此，在粉煤灰日益紧缺的形势下，研究掺粉煤灰、磷渣对混凝土力学性能、耐久性和变形性能的影响，不仅可以进一步了解粉煤灰和磷渣的各项性能，还有利于为磷渣取代粉煤灰(3)骨料。试验用粗骨料和细骨料均为灰岩人工用作混凝土掺和料的研究提供技术支持。骨料。人工砂的表观密度为2．71g／cm，细度模数为收稿日期：2010—05—26基金项目：国家自然科学基金重点项目(50539010)；长江科学院中央级公益性科研院所基本科研经费(YWF200813)作者简介：谢莎莎，女，硕士研究生，主要从事建筑材料研究。E—mail：xssO08832@163．com 第5期谢莎莎，等：掺粉煤灰和磷渣混凝土的性能试验研究873．06，石粉含量为11．4％。用，后期磷渣火山灰效应及填充效应逐步发挥，使浆体(4)外加剂。采用缓凝高效减水剂，其各项性能的结构趋于致密，对强度的不利影响显著减小。磷指标均符合DL／T5100—1999(水工混凝土外加剂技术渣等量替代粉煤灰时，掺磷渣混凝土的抗压强度比掺规程》要求。引气剂采用DH9引气剂。粉煤灰的略高一些，90d后抗压强度高2％～9％。复掺粉煤灰和磷渣的混凝土早期强度较高，而后期抗压2混凝土配合比与性能试验强度偏低。2．1混凝土的配合比粉煤灰、磷渣等对混凝土劈拉强度和轴拉强度的试验选择多种水胶比，混凝土三级配骨料组合比影响规律与对抗压强度的影响规律基本相同。混凝土为大石：中石：小石=50：20：30，二级配骨料中石与小抗压强度／轴拉强度比为9．2～13．8。混凝土抗压强石的质量比为55：45，HLC—NAF2缓凝高效减水剂掺度／劈拉强度比为1O．4～15．5。混凝土的轴拉强度略量为0．6％，DH9引气剂掺量为0．015％，混凝土性能高于劈拉强度。试验部分配合比见表2。同一水胶比，分别进行了单表3混凝土部分力学和变形性能试验结果掺磷渣粉、粉煤灰及复掺磷渣粉和粉煤灰混凝土的性能试验。表2混凝土配合比2．3变形性能由表3可知，掺和料掺量一定时，水胶比愈大，混凝土90d龄期极限拉伸值的增长率愈高。粉煤灰掺2．2力学性能量对混凝土极限拉伸值的影响规律与抗压强度一致。混凝土力学性能部分试验结果列于表3。试验结掺量一定时，掺磷渣混凝土的28d极限拉伸值比掺粉果表明：随着龄期的增长，混凝土强度逐渐增加；随着煤灰的高7％～12％，90d极限拉伸值高5％一15％。粉煤灰掺量增加，混凝土抗压强度逐渐降低，当粉煤灰试验结果表明，相同水胶比下，混凝土的弹性模量掺量不超过30％时，混凝土的抗压强度降低率均低于随粉煤灰掺量的增加而减小。单掺磷渣混凝土的28，粉煤灰的掺量百分数；水胶比在0．50～0．55范围内波90d龄期弹性模量均高于同龄期等掺量粉煤灰混凝动时，混凝土强度降低率基本相当；掺粉煤灰对混凝土土。磷渣混凝土极限拉伸值较大，早期弹模较低，有利28d龄期抗压强度的影响略大于90d龄期，90d龄期于提高水工大体积混凝土的抗裂性能。的抗压强度增长率均随着粉煤灰掺量(掺量30％以内)的增加而提高。2．4抗渗性能掺磷渣也会降低混凝土抗压强度，28d内抗压强混凝土抗渗性能部分试验结果列于表4。结果表度降幅较大，90d龄期抗压强度降幅明显减缓。这是明，在相同级配条件下，随着粉煤灰掺量的增加，混凝因为磷渣部分取代水泥后，水泥用量降低，胶凝体系水土的渗水高度逐渐降低(渗水高度越高，抗渗越差)，化产物数量减少，磷渣早期活性较低，只起物理填充作这是因为粉煤灰“三大效应”(形态效应、火山灰活性 88人民长江效应和微集料效应)的发挥能显著改善混凝土的抗渗略有增加。掺磷渣混凝土早期干缩较大，这可能是因性。混凝土中掺入磷渣后，由于磷渣发生二次火山为磷渣多为玻璃体物质，亲水能力较小、泌水较大，且灰反应，混凝土中有效胶结产物数量增加，大孔、连通早期水化较慢，所需水化用水量较少，故可被蒸发水量孔数量减少，孔径细化，孔结构显著改善，从而有利于也较多。因此，加强磷渣混凝土的早期养护非常重要。提高混凝土的抗渗性能，因此表现为掺磷渣混凝土渗复掺粉煤灰和磷渣混凝土的干缩率介于两者之水高度明显降低。间，随着龄期的增加干缩增长率逐渐减小，60d后于表4混凝土抗渗试验结果(90d)缩率均小于单掺粉煤灰或磷渣混凝土的干缩率，可见复掺粉煤灰和磷渣有利于减小混凝土干缩。3结语(1)混凝土的抗压强度随着粉煤灰掺量的增加而降低，当粉煤灰掺量不超过30％时，强度降低率小于粉煤灰掺量百分数，掺粉煤灰混凝土后期强度增长幅度较大。磷渣等量或部分替代粉煤灰，混凝土强度基本相当或略高。(2)粉煤灰掺量对混凝土极限拉伸值的影响规律2．5抗冻性能与抗压强度一致，相同水胶比下，混凝土的弹性模量随混凝土抗冻性能部分试验结果列于表5。试验结粉煤灰掺量的增加而降低。掺量相同时，掺磷渣混凝果表明，掺入粉煤灰有提高混凝土抗冻性的趋势，这种土的极限拉伸值和干缩率较掺粉煤灰混凝土均略有增趋势可能与掺粉煤灰后气泡稳定性增加和气泡直径变加，抗压弹性模量基本相当。小有关，但是粉煤灰的掺量过大会增加混凝土的质(3)在混凝土中掺入适量的磷渣或粉煤灰均有利量损失和动弹模损失，反而不利于混凝土的抗冻性，因于提高混凝土的抗渗性能。(4)在混凝土中掺人适量的粉煤灰或磷渣均有利此要谨慎选择粉煤灰掺量。掺入磷渣对混凝土碱度影响不大，且二次火山灰反应水化产物有利于提高混凝于改善混凝土的抗冻性。土密实度，因而混凝土抗冻性能有所提高。(5)复掺粉煤灰和磷渣较单掺等量的粉煤灰或磷表5混凝土抗冻试验结果(90d)渣更有利于减小混凝土干缩。参考文献：[1]杨华全，李文伟．水工混凝土研究与应用[M]．北京：中国水利水电出版社，2005．[2]蒲心诚，严吴南，王冲，等．粉煤灰超高强高性能混凝土及其火山灰效应研究[J]．粉煤灰，2000，(1)：6—9．[3]戈雪良，曾力，方坤河，等．磷渣粉对水工混凝土·陛能的影响(J]．水力发电学报，2008，27(2)：84—88．[4]CaijunShia，JueshiQian．Highperformancecementingmaterialsfromindustrialslag—areview[J]．ResourcesofConservationandRecy-cling，2000，(29)：195—200．[5]刘冬梅，方坤河，石妍，等．磷渣对水泥浆体水化性能和孔结构的2．6干缩影响[J]．硅酸盐学报，2007，(35)：14—17．混凝土干缩性能试验结果表明，随着龄期的增加，[6]NevilleAv．混凝土性能(第四版)[M]．北京：中国建筑工业出版混凝土的干缩率增加。粉煤灰掺量增加，会在一定程社．2009．度上降低混凝土干缩率，这是由于粉煤灰的形态效应(编辑：郑毅)可以降低混凝土的用水量，干燥过程中可失去的水分随之减少。用磷渣等量替代粉煤灰，混凝土的干缩值(下转第106页) 106人民长江2011篮SomeconsiderationsonperfectingandreformingcheckandacceptancemanagementofwaterconservancyprojectsGAOShan，HUANGHaitian'(1．JiangsuProvincialDepartmentofWaterResources，Nanjing210029，China；2．WaterConservancyProjectsQualityMonito—ringCenterofJiangsuProvince，Nanjing210029；3SchoolofEnergyandPowerEngineering，YangzhouUniversity，Yangzhou225127．ina)Abstract：Inrecentyears，thoughsomeproductivee~ctshavebeenachievedincheckandacceptancemanagementworkofwaterconservancyprojectsinJiangsuProvince，however，manydeficienciesstillexist，suchasincompleteinstitution，poorcoor．dinationandcheck—acceptancefoundation．1owmanagementqualityandundefinedmanagementresponsibilityincheck—accept-ancework，eta1．Aimingatthenewsituationinwaterconservancywork，wepresentthemeasurestoperfectingtheacceptancemanagementwork，includingperfectingmanagementsystem，implementingqualitytestsmoderately，graspingthekeypointsandsolvingthedificulties，guaranteeingthequalityofacceptancework．Moreover，thereformingthoughtsareproposed，includingbuildinganacceptanceinstitutionofqualitytest，committingtheacceptanceworktothird—partyevaluators，raisingstatusoftheprojectmanagementunitintheacceptanceprocess，andwithestablishingtheinvestigatingsystemwhendelinquencyoccurs．Keywordg：publicprojects；ckeck—acceptancemanagement；countermeasures；waterconservancyproject，⋯，-0l，一l⋯】⋯，⋯，⋯】⋯】一(上接第88页)ExperimentalresearchonperformanceofconcretemixedwithflyashandphosphorusslagXIEShasha。一DONGYun，CHENXia’，(1．MaterialandStructureDepartment，Chang]iangRiverScientifwResearchInstitute，Wuhan430010，China；2．ResearchCen‘teronWaterEngineeringSafetyandDisasterPreventionofMWR，Wuhan430010，China)Abstract：Weinvestigatedtheeffectofflyashandphosphorousslagonmechanicalproperties，durabilityanddeformationper。formanceofc0ncrete．Theresultsshowthat．thecompressivestrengthandultimatetensionofconcretedecreasewiththeincrease0fflyashcontent：ifsubstitutingflyashbyphosphorousslagwiththesameproportion，thestrengthofconcreteisbasicallyequiv‘alenttoorslightlyhigherthanthatofcommonconcrete，however，theultimatetensionincreasesignificantlyanddryshrinkagein。creasesslightly．Themixingofappropriateamountofflyashorphosphorusslagisbeneficialtoimprovingpermeabilityandfreez。ingresistanceofconcrete．Keywords：concrete；phosphorousslag；flyash；compressivestrength；durability，⋯，⋯，⋯，⋯，o●，一，⋯⋯】⋯’⋯●一·简讯·2010年《长江泥沙公报》编制大纲通过审查2011年2月24日，2010年《长江泥沙公报》编制大纲内容前了一个多月。根据《河流泥沙公报编制规程》和《中国河流泥沙公报》编审查会在武汉召开。会议对2010年《长江泥沙公报》编制大纲的内容进行了全制大纲的要求，2010年《长江泥沙公报》需要重新统计多年平均面审查，充分肯定了2010年《长江泥沙公报》的编制大纲，并对水沙特征值，并增加近5a的水沙变化趋势分析，总体工作量较公报中的一些重点和热点问题提出了要求。最后，会议确定于往年有大幅增加。7月上旬正式发布2010年《长江泥沙公报》，发布时间较往年提(长江)