二级灰对配制大掺量粉煤灰混凝土的性能影响

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1、II级灰对配制大掺量粉煤灰混凝土的性能影响余丽武1～，吴志平1，吴志强2(1．南京工程学院，南京21I167；2．南晶航写!大学，南昌330063)摘要：采用微观分析技术．研究了江西省当地产的II级粉煤灰的性状，并选用当地典型原材料，采用超量取代的方法，选取5种不同掺量的粉煤灰，配制中等强度的大掺量粉煤灰混凝土(HighFly2aShContentConcrete，简称HFCC)，综合分析和探讨了大掺量粉煤灰混凝土的力学性能和耐久性．结果表明，与普通混凝土相比，采用江西省lI级灰配制的大掺量粉煤灰混疑土后期强度增幅显著，56d强度甚至能超过普通混凝土，弹性模量-强度比和抗渗性均高

2、于普通混凝土，而抗冻性和抗碳化能力均有所下降．关键词：大掺量粉煤灰混凝土：超量取代法：配制技术；综合性能近年来，采用矿物掺合料配制高性能混凝土的研究比较活跃，所采用的矿物掺合料主要有膨胀珍珠岩、烧胀性黏土等，均考虑采用地方特色材料配制高性能混凝土，但或多或少都存在一些技术缺陷。相比而言，采用粉煤灰配制高性能混凝土无论从技术上还是经济上仍然具有不可比拟的优势。江两省当地粉煤灰资源相当丰富，其中仅丰城电厂每年产出的粉煤灰就可达80万t，应Hj前景1F常可观。粉煤灰是～种具有潜在活性的黏土类火山灰质材料，虽然在我国对于大掺量粉煤灰混凝土(HighFly-ashContentConcre

3、te，简称HFCC)的技术研究已有较长的时间，但是江西省开发大掺量粉煤灰混凝土却仅有近十年的历史，而且在该领域的研究也较少。目前江西省的大掺量粉煤灰混凝土技术还有待提高，主要原因在予对当地粉煤灰性状的了解还缺乏深度，在大掺量粉煤灰混凝土的配制技术上缺乏全面综合的研究。本研究选片j江西省当地典型原材料，以当地产的II级粉煤灰配制中等强度的大掺量粉煤灰混凝土，对混凝土的力学性能和耐久性等各方面的性能进行了综合分析和探讨。1原材料及试验方法1．1原材料1)水泥：试验用水泥采用江西省“万年青”牌4215普通磷酸盐水泥，实测强度为4614MPa；2)卵石：本地河卵石，连续级配，粒径5"一4

4、0mm；3)砂：赣江II区中砂，细度模数为2135；4)自来水；5)外加剂：萍乡武冠新材料股份有限公司WG型减水剂，掺蛀015％；6)粉煤灰：江西昌达电力粉煤灰开发有限责任公司II级商品灰。1．2粉煤灰微观分析1．2．1粉煤灰的颗粒形貌和含钙量分析图1为粉煤灰的电镜扫描图片。从电镜下可以观察到，绝人部分粒径范围为1～-4001．tm。小颗粒粉煤灰为表面光滑的球形颗粒，较大粒径的粉煤灰(大-t：250“m)D状不规则，有些含有疏松多孔的未完全燃烧的物质，显示粉煤灰中含有相当多的未燃碳颗粒，表明该粉煤灰的烧_火量较大(图la)。有些为内含很多细小粉煤灰颗粒的开El球状颗粒，有些细小粉

5、煤灰颗粒附着在大颗粒表面(图1b)。粉煤灰的颗粒形貌对粉煤灰的需水性影响非常大，由此判断该粉煤灰试样有较大的需水量。55囤】粉爆灰扫描自镜(S}M)％*根据粉煤灰颗粒表面的光滑程度可以大致地确定粉煤灰⋯j中的吉钙昔的高低情况。从圈lb中可虬看出·试样中大颗粒粉煤灰表面的粘附微粒不多．表面显得比较光滑，由此可以推断馊耪{篁灰可能含钙量不高。I2．2粉煤灰的x．射线衍射化学成分从x射线凹谱(图2)可以看出，该粉煤灰中古有较多的如受米石和J少蛙的ii英晶体，其余的为铁矿石等。采用xRD的方法只针对试样当中结晶物质作半定量测定+对丁粉煤灰中的玻璃态物质肯最不能准确反映，但是仍然能从xRD

6、图线中起伏的曲线看出，该粉煤灰中含有较多的活性成分a102fl30411^fl㈣1“H(11Ⅳ{’1M．奠来打，O．f】芰晶体目2精煤灰的x-射线衍射lxRo)曲线12．3质量指标检验依照国家标准6BJ】4仁90《粉煤灰混凝士应用技术规程》}1GBl596--91《圳丁水跳和混凝士中的粉煤灰》测定其各项性能指标，结果见表I。D．Jiii^¨1一gfI；I●胡-}．k瑚Ⅻ哪m如*4-．“～崔群表l粉煤灰的主要技术指标检验项目含水量％细度(45urn方孔筛筛余量)P％烧失蜀／％S@含龌／％需水量比／％标准值Sl520S8S35105实测值O．2013．66．650．201041)从结

7、果来看，该粉煤灰的烧失量偏高。由于HFCC中粉煤灰的含量非常高，高烧失量的灰将显著影响HFCC的性能与经济性。过多的碳粒对减水剂尤其是引气剂会有明显的吸附作用，将导致减水剂的用量增加，而引气剂的剂量则需数倍甚至数lo倍增加，使对HFCC的引气难度加大。2)由测定结果知，该粉煤灰的细度较小，基本达到了I级灰的标准；粉煤灰的细度越细，火山灰反应能力越好，或称火山灰活性指数越高。文献资料显示，细度越细的粉煤灰具有相对高的抗压强度。3)规范中规定粉煤灰的需水量比是为了使混凝土不致因使用粉