粉煤灰在黔中水利枢纽一期工程中的试验研究

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1、水利技术监督2013年第3期粉煤灰在黔中水利枢纽一期工程中的试验研究曾永军’刘小沛徐蒙(1．贵州省黔中水利枢纽工程建设管理局，贵州贵阳，550000；2．中南大学地球科学与信息物理学院，湖南长沙410083)【摘要】分析了粉煤灰的化学组成及特点，研究了不同掺量粉煤灰对水泥物理性能和力学性能的影响，结果表明，粉煤灰虽然会延长浆液的凝结时间且影响水泥的劈裂抗拉强度，但是，它同时降低了水泥的析水率，并提高了浆液的抗渗性能，通过综合分析，提出粉煤灰的最佳掺量。【关键词】粉煤灰；掺量；水泥；物理性能；力学性能[DOI编码】lO．3969／j．iSSl1．1008—1

2、305．2013．03．015【中图分类号】TV41【文献标识码】A【文章编号】1008—1305(2013)03—0046—03水泥作为注浆工程中的主要材料，应用广泛，量越高，粉煤灰活性就越高，品质也越好；此外，CaO但这种浆液易离析和沉淀，稳定性较差。此外，由也有利于提高粉煤灰的活性；Fe0s能起溶剂的作用，于普通水泥的颗粒较粗，使浆液难以注入岩土层的促使玻璃体形成，同样有助于提高粉煤灰的活性，而细小裂缝或孔隙中，超细水泥的开发虽然克服了这未燃尽的炭则会使粉煤灰品质下降。些缺点，但价格较高。各种化学浆液的开发在一定加入粉煤灰后的水泥浆液，其特点主要表现

3、在程度上能满足微细裂缝注入的要求，但化学浆液一以下几个方面。般有毒且价格又昂贵、胶凝强度不高，随着环保呼(1)易于泵送和灌注：粉煤灰的主要颗粒是声的日益高涨，许多国家已声明禁止使用大部分化含球形玻璃体等粒子的结合体，并具有光滑而致密学浆液n。粉煤灰是具有一定活性的火山灰质混合的外壳，有较好的润滑减阻特性，从而在施工中提材料，掺入普通水泥作为注浆材料使用，既可以改高了浆液的可注性和可泵性⋯。善水泥的某些性能，而且还有利于环境保护，同时(2)可以降低泌水和沉降：粉煤灰与水泥共可以降低工程造价。同使用时，具有理想的颗粒级配，能够使浆液在泵送和注浆过程中减少分离和

4、沉降作用，同时降低泌1粉煤灰的化学组成及特点水。此外，粉煤灰的比重小于水泥比重，也可降低粉煤灰是火力发电厂燃煤粉锅炉排出的废渣。国沉降作用。内外各电厂粉煤灰的化学成分基本相近，主要是Sio2、A1z0a、Fez03、CaO和未燃尽的炭，其中活性氧作者简介：曾永军(1978年．)，男，工程师。化铝和活性二氧化硅是粉煤灰活性的来源，它们的含基金项目：国家自然科学基金项目(51208514)。·46·水利技术监督2013年第3期(3)提高了抗化学侵蚀能力：在单液水泥浆在黔中水利枢纽一期工程帷幕灌浆中的大量应用中，水泥水化释放出的Ca(0H)。对化学侵蚀十分敏提供

5、科学依据。感，以致影响了材料的抗化学侵蚀能力。对于粉煤根据国家标准《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)灰一水泥浆而言，由于粉煤灰中的活性氧化物(SiOz规定，水泥中粉煤灰的掺加量按重量百分比不得少和A1。0。)能与Ca(0H)z反应生成稳定的水化硅酸钙于20％或超过40％。故本试验主要针对粉煤灰掺量和水化铝酸钙，从而提高了注浆材料的强度和抗化分别为20％、30％、40％时的水泥性能进行研究。测学侵蚀能力。试的浆液性能参数包括比重、粘度、稳定性、凝结(4)早期强度偏低，但是后期强度大幅度增时间、析水率、沉淀速度、弹性模量、结石强度、长：粉煤灰的球形玻璃

6、体比较稳定，表面又相当孔隙率、容重和抗渗性能等，每组浆液中均加入占致密，不易水化，在水泥中掺入粉煤灰后会降低胶凝材料重量0．8％的高效减水剂，水胶比采用3个体系的水化活性，生成的水化产物颗粒之间的连比级l：1、0．7：l、0．5：1。接不够紧密，使得粉煤灰水泥早期强度普遍偏低，2．1试验所用原材料但是在后期，粉煤灰颗粒表面水化逐渐加快，大(1)粉煤灰。采用安顺电厂粉煤灰，粉煤灰量生成水化硅酸钙凝胶体，从而形成很好的粘结性能检测结果见表1。强度。(2)水泥和减水剂。试验采用普通硅酸盐水(5)减少了浆液硬化后的收缩量：由于粉煤泥P·042．5(批号：50254

7、)，水泥的技术指标见表灰中含有不规则的多孔玻璃体及未燃炭粒，可以吸2，从表2看，水泥指标符合水泥国家标准《通用收浆液中的部分多余水分，因此水泥一粉煤灰浆液硅酸盐水泥》(GBI75—2007)及《水工建筑物水泥的含水量能很快达到平衡状态，从而减少了材料的灌浆施工技术规范》(DL／T5148—2001)要求。减水收缩值。剂采用UNF-2A型高效减水剂。(6)具有流动性能好、便于施工、减少施工(3)水。室内配制浆液采用工地现场生活设备磨损和提高抗渗性等优点。用水。2．2试验方法及结果2粉煤灰掺量的工程应用将粉煤灰按不同的掺加量加入到相同强度黔中水利枢纽工程是贵州

8、省西部大开发的标等级的水泥熟料中，混磨后根据《水泥标准稠度志性工程