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1、混凝土论文粉煤灰论文-粉煤灰混凝土配合比的设计及应用技术 摘要:在建筑工程建设中,在混凝土中掺入适量的粉煤灰取代部分水泥,不仅能改善混凝土的和易性及流动性等,还可以起到一定的经济效果。文章叙述了粉煤灰在混凝土中的作用,并就掺加粉煤灰的方法及混凝土配合比设计进行探讨。 关键词:粉煤灰;混凝土;配合比设计 粉煤灰混凝土,由于具有早期水化活性较低,水化热较小,放热速率缓慢,经济效益显著等优点,被广泛应用到混凝土结构工程中,例如建筑物、桥梁承台、水库大坝等。粉煤灰是燃烧煤粉后收集到的灰粒,亦称飞灰,其化学成分主要是S
2、iO2(45%～65%)、Al2O3(20%～35%)及Fe2O3(5%～10%)和CaO(5%)等,粉煤灰作为一种优良的活性掺合料,不仅可以取代部分水泥,降低混凝土的成本,保护环境,而且能与水泥互补短长,均衡协合,改善混凝土的一系列性能,粉煤灰混凝土具有明显的技术经济效益。所以,在现代混凝土中,粉煤灰已经与水泥、集料、水和外加剂同样重要,是一种矿物外加剂,也可称为第二胶凝材料,是混凝土的一种组分。 1粉煤灰在混凝土中的作用 1.1粉煤灰可改善新拌混凝土的和易性 新拌混凝土的和易性受浆体的体积、水灰比、骨料的级配
3、、形状、孔隙率等的影响。掺用粉煤灰对新拌混凝土的明显好处是增大浆体的体积,大量的浆体填充了骨料间的孔隙,包裹并润滑了骨料颗粒,从而使混凝土拌和物具有更好的粘聚性和可塑性。粉煤灰可以减少浆体与骨料间的界面摩擦,在骨料的接触点起滚珠轴承效果,从而改善了混凝土拌和物的和易性。 1.2粉煤灰可抑制新拌混凝土的泌水 粉煤灰的掺入可以补偿细骨料中的细屑不足,中断砂浆基体中泌水渠道的连续性,同时粉煤灰作为水泥的取代材料在同样的稠度下会使混凝土的用水量有不同程度的降低,因而掺用粉煤灰对防止新拌混凝土的泌水是有利的。 1.3掺用粉
4、煤灰,可以提高混凝土的后期强度 有试验资料表明,在混凝土中掺入粉煤灰后,随着粉煤灰掺量的增加,早期强度(28天以前)逐减,而后期强度逐渐增加。粉煤灰对混凝土的强度有三重影响:减少用水量、增大胶结料含量和通过长期火山灰反应提高强度。 当原材料和环境条件一定时,掺粉煤灰混凝土的强度增长主要取决于粉煤灰的火山灰效应,即粉煤灰中玻璃态的活性氧化硅、氧化铝与水泥浆体中的Ca(OH)2作用生成碱度较小的二次水化硅酸钙、水化铝酸钙的速度和数量。粉煤灰在混凝土中,当Ca(OH)2薄膜覆盖在粉煤灰颗粒表面上时,就开始发生火山灰效应。
5、但由于在Ca(OH)2薄膜与粉煤灰颗粒表面之间存在着水解层,钙离子要通过水解层与粉煤灰的活性组分反应,反应产物在层内逐级聚集,水解层未被火山灰反应产物充满到某种程度时,不会使强度有较大增长。随着水解层被反应产物充满,粉煤灰颗粒和水泥水化产物之间逐步形成牢固联系,从而导致混凝土强度、不透水性和耐磨性的增长,这就是掺粉煤灰混凝土早期强度较低、后期强度增长较高的主要原因。 1.4掺粉煤灰可降低混凝土的水化热 混凝土中水泥的水化反应是放热反应,在混凝土中掺入粉煤灰由于减少了水泥的用量可以降低水化热。水化放热的多少和速度取决
6、于水泥的物理、化学性能和掺入粉煤灰的量,例如,若按重量计用粉煤灰取代30%的水泥时,可使因水化热导致的绝热温升降低15%左右。众所周知,温度升高时水泥水化速率会显著加快,研究表明:与20℃相比,30℃时硅酸盐水泥的水化速率要加快1倍。一些大型、超大型混凝土结构,其断面尺寸增大,混凝土设计强度等级提高,所用水泥强度等级高,单位用量增大,施行新标准后水泥的粉磨细度加大,这些因素的叠加,导致混凝土硬化过程温升明显加剧,温峰升高,这是导致许多混凝土结构物在施工期间,模板刚拆除时就发现大量裂缝的原因。粉煤灰混凝土可减少水泥的水化
7、热,减少结构物由于温度应力而造成的裂缝。 1.5掺粉煤灰可改善混凝土的耐久性 在混凝土中掺粉煤灰对其冻融耐久性有很大影响。当粉煤灰质量较差,粗颗粒多,含碳量高都对混凝土抗冻融性有不利影响。质量差的粉煤灰随掺量的增加,其抗冻融耐久性降低。但当掺用质量较好的粉煤灰同时适当降低水灰比,则可以收到改善抗冻性的效果。 由于上述效应的结果,粉煤灰可以改善混凝土拌和物的和易性、保水性、可泵性以及抹面性等性能,并能降低混凝土的水化热,提高混凝土的抗化学侵蚀、抗渗透、抑制碱-骨料反应等耐久性能。 2混凝土掺用粉煤灰的规定 粉煤
8、灰用于混凝土工程时,对于不同的混凝土工程,应选用相应等级的粉煤灰。 (1)Ⅰ级灰适用于钢筋混凝土和跨度小于6m的预应力钢筋混凝土。 (2)Ⅱ级灰适用于钢筋混凝土和无筋混凝土。 (3)Ⅲ级灰主要用于无筋混凝土;大于C30的无筋混凝土,宜采用Ⅰ、Ⅱ级灰。 3混凝土掺用粉煤灰的方法 (1)等量取代法。以等质量的粉煤灰取代混凝土
